PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69827352T2 13.10.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000930660
Titel Piezoelektrischer Wanderwellenmotor
Anmelder Figest B.V., Amsterdam, NL
Erfinder Petit, Lionel, 69300 Caluire et Cuire, FR
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69827352
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, ES, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 14.12.1998
EP-Aktenzeichen 981234990
EP-Offenlegungsdatum 21.07.1999
EP date of grant 03.11.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.10.2005
IPC-Hauptklasse H01L 41/09

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen piezoelektrischen Wanderwellenmotor, bestehend im wesentlichen aus einem flachen ringförmigen Ständer, der mit zwei Gruppen von polarisierten keramischen piezoelektrischen Elementen zylindrischer Form verbunden ist, welche gleichmässig auf dem Ständer verteilt sind, eine senkrecht zur Ebene des Ständers liegende Polarisationsachse haben und durch einen Wechselstrom mit einer Phasenverschiebung von &pgr;/2 zwischen den Gruppen erregt werden, um an der Oberfläche des Ständers eine Verformung in Form einer Wanderwelle zu erzeugen, und aus einem scheibenförmigen Läufer, der elastisch mit dem Ständer in Kontakt gehalten wird, damit er durch die auf dem Ständer erzeugte Wanderwelle in Drehung versetzt wird.

Ein derartiger Motor ist aus dem Patent FR 2 709 214 bekannt. In diesem Motor bestehen die piezoelektrischen Elemente aus Stäbchen. Um eine infolge der wellenförmigen Verformung des Ständers auftretende parasitäre Durchbiegung der Stäbchen weitgehend zu vermeiden, welche eine korrekte Funktion des Ständers und folglich des Motors verhindern würde, sind die Stäbchen durch ein Gelenk mit dem Ständer verbunden. Bei der Ausführung des Motors wird dieses Gelenk dadurch erhalten, dass man einen Ständer verwendet, der Vorsprünge aufweist, die zwischen sich Kerben mit einer im wesentlichen elliptischen Form definieren, so dass die Vorsprünge eine biegsame Verengung haben, welche auf diese Weise die Rolle eines Gelenks für die am Ende dieser Vorsprünge befestigten Stäbchen spielt. Diese Vorsprünge werden durch Entfernung von Material in der Masse eines metallischen Rings gebildet, was nur durch eine kostspielige Bearbeitung erfolgen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit weniger kostspieligen Mitteln dasselbe Ergebnis zu erzielen, das heisst, eine parasitäre Durchbiegung der piezoelektrischen Elemente zu verhindern.

Zu diesem Zweck ist der piezoelektrische Motor nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die piezoelektrischen Elemente mit dem Ständer mittels eines kegelstumpfförmigen Hilfskopplungsstücks verbunden sind, das sich mit der kleinen Endfläche des Kegelstumpfs in ständigem Kontakt mit dem Ständer befindet.

Die starren kegelstumpfförmigen Kopplungsstücke können einfach durch Abstechen einer zylindrischen metallischen Strange auf einem Drehautomaten erhalten werden. Ein derartiges Verfahren ist sehr wirtschaftlich.

Die Kopplungsstücke werdend vorzugsweise durch Kleben an den piezoelektrischen Elementen und am Ständer befestigt, welcher vorteilhafterweise aus einem einfachen flachen Ring bestehen kann.

Die beiden Gruppen der piezoelektrischen Elemente sind auf dem Umfang der Ständers derart angeordnet, dass die von jeder der Gruppen erzeugten stationären Wellen im Raum um &lgr;/4 phasenverschoben sind, wobei &lgr; die Wellenlänge der stationären Wellen ist. Die beiden Gruppen der piezoelektrischen Elemente sind vorzugsweise ineinander derart verschachtelt, dass abwechselnd ein Element der ersten Gruppe und ein Element der zweiten Gruppe aufeinanderfolgen. Diese Verschachtelung hat den Vorteil, dass sie auf eine gleichförmige Verteilung der piezoelektrischen Elemente über den Umfang des Ständers führt.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Gruppen piezoelektrischer Elemente ineinander verschachtelt, und der Abstand zwischen den benachbarten piezoelektrischen Elementen verschiedener Gruppen beträgt 3&lgr;/4.

Durch diese Anordnung wird die Phasenverschiebung zwischen den von jeder der Gruppen piezoelektrischer Elemente erzeugten stationären Wellen nicht verändert; die Phasenverschiebung bleibt &lgr;/4, und die piezoelektrischen Elemente sind nach wie vor gleichmässig über den Umfang des Ständers verteilt. Dagegen erlaubt die Vergrösserung des Abstands zwischen zwei aufeinanderfolgenden piezoelektrischen Elementen, wie Stäbchen, den Durchmesser der Stäbchen merklich zu vergrössern, so dass diese eine erhöhte Biegesteifigkeit haben, was noch zur Unterdrückung der parasitären Durchbiegung beiträgt.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung.

Die einzige Figur ist eine teilweise abgewickelte Ansicht des Ständers mit seinen piezoelektrischen Erregern.

Der Ständer besteht aus einem flachen Ring 1, der von zylindrischen piezoelektrischen Elementen 2, 3, 4 aus polarisierter Keramik erregt wird. Diese piezoelektrischen Elemente sind mit dem Ständer 1 durch starre kegelstumpfförmige Kopplungsstücke, wie die Stücke 5, 6, 7, zum Beispiel aus Dural, verbunden. Diese kegelstumpfförmigen Stücke haben eine denselben Durchmesser wie die piezoelektrischen Elemente aufweisende Basis, mit welcher sie durch Kleben an den piezoelektrischen Elementen befestigt sind, sowie eine kleine Endfläche, mit welcher sie durch Kleben am Ständer 1 befestigt sind.

Die piezoelektrischen Elemente sind in zwei ineinander geschachtelten Gruppen derart verteilt, dass die piezoielektrischen Elemente 2 und 4 zur einen Gruppe und das Element 3 zur anderen Gruppe gehören. Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden piezoelektrischen Elementen beträgt 3&lgr;/4, wobei &lgr; die Wellenlänge der von jeder der Gruppen piezoelektrischer Elemente erzeugten stationären Wellen bedeutet. Diese stationären Wellen sind folglich im Raum um &lgr;/4 phasenverschoben.

Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden piezoelektrischen Elementen könnte natürlich auch &lgr;/4 betragen, wie im zitierten bekannten Stand der Technik erwähnt.

Der dargestellte Ständer, und allgemein der Ständer nach der Erfindung kann beispielsweise in einem Motor verwendet werden, wie er in 5 des Patents FR 2 709 214 gezeigt ist.


Anspruch[de]
  1. Piezoelektrischer Wanderwellenmotor, bestehend im wesentlichen aus einem flachen ringförmigen Ständer (1), der mit zwei Gruppen von polarisierten keramischen piezoelektrischen Elementen (2, 3, 4) zylindrischer Form verbunden ist, welche gleichmässig auf dem Ständer verteilt sind, eine senkrecht zur Ebene des Ständers liegende Polarisationsachse haben und durch einen Wechselstrom mit einer Phasenverschiebung von &pgr;/2 zwischen den Gruppen erregt werden, um an der Oberfläche des Ständers eine Verformung in Form einer Wanderwelle zu erzeugen, und aus einem scheibenförmigen Läufer, der elastisch mit dem Ständer in Kontakt gehalten wird, damit er durch die auf dem Ständer erzeugte Wanderwelle in Drehung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die piezoelektrischen Elemente mit dem Ständer mittels eines kegelstumpfförmigen Hilfskopplungsstücks (5, 6, 7) verbunden sind, das sich mit der kleiner Endfläche des Kegelstumpfs in ständigem Kontakt mit dem Ständer befindet.
  2. Motor nach Anspruch 1, bei welchem die beiden Gruppen der piezoelektrischen Elemente verschachtelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten piezoelektrischen Elementen verschiedener Gruppen 3&lgr;/4 beträgt.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com