超声波电动机制造技术

本发明专利技术涉及一种超声波电动机，其具有：呈板形式的压电超声波致动器(2)，以及在其侧表面上布置的摩擦元件(5)，其中，通过摩擦点和所述超声波致动器的重心(S)的连接线(V)的方向限定作用方向，并且与所述超声波致动器相交的垂直平面限定作用平面(W)。保持器(6)具有两个力导入部段(7)，以使所述保持器和连同所述保持器使所述超声波致动器在平行于所述作用方向的方向上移动，并且使得超声波致动器压靠待驱动元件。所述力导入部段，优选地基于永久磁铁(8，9)分别布置在所述作用平面中且侧向地靠近所述超声波致动器并与所述超声波致动器间隔开，并且所述连接线(V)与所述作用平面(W)的交点(SP)与所述重心(S)重合，或者所述交点(SP)设置在所述重心(S)与所述超声波致动器的布置有所述摩擦元件的所述侧表面之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波电动机
本专利技术涉及根据权利要求1至12所述的超声波电动机以及根据权利要求13所述的驱动装置。
技术介绍
从DE102013204026A1已知一种根据图8的超声波电动机，在所述超声波电动机中，超声波致动器被保持在致动器保持器中，并且两个弹簧作用在致动器保持器上，该两个弹簧使致动器保持器以及连同致动器保持器使超声波致动器压靠测角仪板。测角仪板具有穿孔，设置成与待驱动元件接触的摩擦元件通过该穿孔突出。在这种情况下，测角仪板尤其允许致动器保持器以及因此也允许超声波致动器围绕轴线枢转，该轴线通过摩擦元件与待驱动元件之间的接触点或接触表面并平行于测角仪板的纵向延伸方向或平行于超声波致动器的纵向延伸方向伸展。换句话说，测角仪板允许致动器保持器或超声波致动器围绕摩擦元件与待驱动元件之间的接触点或接触表面从致动器保持器或超声波致动器在未枢转的状态下所处的平面枢转。由此，摩擦元件可以相对于待驱动元件的相应接触表面适配其定向，使得摩擦元件与待驱动元件的接触表面之间始终存在最佳接触。在这种情况下，从DE102013204026A1已知的超声波电动机的缺点在于，弹簧迫使致动器保持器或超声波致动器进行前述的枢转。一旦致动器保持器已通过枢转而离开了图8所示的理想或未枢转的位置，则弹簧的力分量产生一个方向，该方向大致垂直于超声波致动器的主表面布置，其中，这些力分量导致所选取的枢转进一步被预驱动和增强。致动器保持器或超声波致动器的往回枢转以及因此在摩擦元件与待驱动元件的相应接触表面之间的预期最佳接触因此变得困难。最终由此产生一种效率较低且不太可靠的超声波电动机。所使用的弹簧的另一缺点是它们的非线性力展开，使得随着弹簧的松弛度增加而出现摩擦元件抵靠待驱动元件的压紧力减小。这种情况也导致一种效率较低且不太可靠的超声波电动机。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是提供一种能够减少或消除已知的超声波电动机的上述缺点的超声波电动机。尤其是，本专利技术的任务是提供一种更有效和更可靠的超声波电动机。该任务是通过根据权利要求1所述的超声波电动机来完成的，其中，紧随其后的从属权利要求包括至少符合目的的设计方案和改进方案。因此，以一种超声波电动机为出发点，其具有支承在保持器中的呈板形式的超声波致动器，所述超声波致动器具有面积最大的且彼此对置布置的两个主表面和使所述主表面相互连接的至少四个侧表面，其中，在所述侧表面中的一个侧表面上布置有设置成与待驱动元件摩擦接触的至少一个摩擦元件，并且与所述摩擦元件对置布置的所述侧表面在此限定相对侧表面。在摩擦元件和待驱动元件之间优选通过待驱动元件的摩擦表面的摩擦接触在这种情况下或是点状或是平面的，使得或是点接触或是表面接触占主导。另外，通过所述摩擦点或所述摩擦表面和所述超声波致动器的重心S且在这种情况下平行于所述超声波致动器的所述主平面伸展的连接线V的方向限定作用方向。此外，所述连接线以大致垂直的角度穿过的并且与所述超声波致动器相交的平面限定作用平面W。前面使用的术语“大致”在这里以及以类似的方式也在说明书的相应其它地方表示可能有±5％的轻微偏差。所述保持器具有至少两个力导入部段，所述力导入部段将力导入到所述保持器中，以使所述保持器和连同所述保持器使所述超声波致动器在平行于所述作用方向的方向上移动。在这种情况下，导入到保持器中的力的仅一个分量可以确保保持器在平行于作用方向的方向上移动。通过所描述的移动，使得摩擦元件压靠待驱动元件，从而在摩擦元件的材料与待驱动元件的材料或待驱动元件的摩擦表面之间的摩擦系数给定的情况下，能够将驱动力从摩擦元件传递到待驱动元件。对本专利技术来说重要的是，所述力导入部段分别布置在所述作用平面W中或位于所述作用平面W中，其中，所述连接线V与所述作用平面W的交点SP或是与所述超声波致动器的所述重心S重合，或是设置在所述超声波致动器的所述重心S与所述超声波致动器的布置有所述摩擦元件的所述侧表面之间。由此产生力导入部段的布置，在该布置中，力导入部段分别设置成侧向地靠近超声波致动器并与超声波致动器间隔开。这样成功地将力导入到保持器中，其中，保持器或超声波致动器围绕轴线的强制性的且自增强的枢转变得困难或者得到阻止，该轴线位于摩擦元件与通过摩擦元件待驱动的元件之间的接触表面的平面内，并且该轴线平行于超声波致动器的纵向延伸方向伸展。这是因为，相应的力导入部位与在摩擦元件与通过摩擦元件待驱动的元件之间的接触表面的平面之间的间隔小，并且由此用于在与超声波致动器的一个主表面大致垂直的方向上作用于力导入部位上的力或力分量的杆也是小的，使得对前述的保持器或超声波致动器的枢转来说需要相对较高的力。可能有利的是，所述力导入部段中的至少一个力导入部段由第一永磁体和分别与所述第一永磁体对置布置的两个第二永磁体形成，并且所述第一永磁体和所述两个第二永磁体如此配合，即所述第二永磁体中的一个第二永磁体对所述第一永磁体施加吸引力，并且所述第二永磁体中的另一个第二永磁体对所述第一永磁体施加排斥力。这样能够将恒定力沿着保持器的移动路径导入到保持器中，从而最终超声波致动器的摩擦元件不依赖于保持器的(移动)位置而以恒定力压靠待驱动元件。另外，永磁体的布置抵消了前述的保持器或超声波致动器的枢转。可设想的是，力导入部段的永磁体至少部分地由相应的可磁化材料代替。还可设想的是，永磁体完全或部分地由电磁体代替。同样可能有利的是，所述保持器具有：保持框架)，在所述保持框架中无间隙地保持或插入有所述超声波致动器；和保持装置，所述保持装置与所述保持框架配合。还可能有利的是，所述保持器具有线性引导部段，所述线性引导部段由所述保持框架和所述保持装置的相应部段形成，并且所述线性引导部段允许所述超声波致动器在平行于所述作用方向的方向上线性移动并同时允许所述超声波致动器围绕轴线K旋转，所述轴线K通过所述超声波致动器大致平行于布置有所述摩擦元件的所述侧表面且大致平行于所述主表面中的一个主表面伸展。换句话说，线性引导部段允许保持器或超声波致动器在待驱动元件的方向上移动，其中，同时能够使保持器或超声波致动器围绕摩擦元件与待驱动元件之间的接触点或接触表面枢转，其中，相应的枢转轴线VA大致平行于超声波致动器或保持器的纵向延伸方向伸展。还可能有利的是，所述线性引导部段由所述保持装置中的至少一个大致槽形或长孔形的凹部和所述保持框架的至少一个相应成形的凸出部段形成。这样成功得到实现特别简单且便宜的线性引导部段。还可能有利的是，所述保持器具有至少一个旋转支承部段，所述旋转支承部段由所述保持框架和所述保持装置的相应部段形成，并且所述旋转支承部段允许所述超声波致动器围绕所述轴线K旋转或者围绕所述枢转轴线VA枢转，其中，所述旋转支承部段同时允许所述超声波致动器在平行于所述作用方向的方向上线性移动。还可能有利的是，所述超声波致动器的所有其它可能的移动自由度通过所述线性引导部段和/或所述旋转支承部段被禁止。还可能有利的是，所述旋转支承部段由与所述保持框架一体实施的销形的部段形成，所述部段具有两侧的端部段，其中，所述端部段具有凸形几何形状，并且所述端部段分别支撑在所述保持装置的平坦部段上。特别优选的是，所述端部段具有圆截面几何形状，其中，作为基础的圆具有一直径，该直径对应于所述保持装置的支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波电动机(1)，其具有：呈板形式的超声波致动器(2)，所述超声波致动器(2)具有面积最大的且彼此对置布置的两个主表面(3)和使所述主表面相互连接的至少四个侧表面(4)，其中，在所述侧表面中的一个侧表面上布置有至少一个摩擦元件(5)，所述摩擦元件(5)具有设置成与待驱动元件摩擦接触的摩擦点或者具有摩擦表面；和保持器(6)，在所述保持器(6)中插入有所述超声波致动器，其中，通过所述摩擦点或所述摩擦表面和所述超声波致动器的重心S伸展的连接线V的方向限定作用方向，并且所述连接线以大致垂直的角度穿过的并且与所述超声波致动器相交的平面限定作用平面W，并且所述保持器(6)具有至少两个力导入部段(7)，所述力导入部段(7)将力导入到所述保持器中，以使所述保持器和连同所述保持器使所述超声波致动器在平行于所述作用方向的方向上移动，其特征在于，所述力导入部段(7)分别布置在所述作用平面W中且侧向地靠近所述超声波致动器并与所述超声波致动器间隔开，并且所述连接线V与所述作用平面W的交点SP或是与所述重心重合，或是设置在所述超声波致动器的所述重心S与所述超声波致动器的布置有所述摩擦元件的所述侧表面之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.14 DE 102015113472.11.一种超声波电动机(1)，其具有：呈板形式的超声波致动器(2)，所述超声波致动器(2)具有面积最大的且彼此对置布置的两个主表面(3)和使所述主表面相互连接的至少四个侧表面(4)，其中，在所述侧表面中的一个侧表面上布置有至少一个摩擦元件(5)，所述摩擦元件(5)具有设置成与待驱动元件摩擦接触的摩擦点或者具有摩擦表面；和保持器(6)，在所述保持器(6)中插入有所述超声波致动器，其中，通过所述摩擦点或所述摩擦表面和所述超声波致动器的重心S伸展的连接线V的方向限定作用方向，并且所述连接线以大致垂直的角度穿过的并且与所述超声波致动器相交的平面限定作用平面W，并且所述保持器(6)具有至少两个力导入部段(7)，所述力导入部段(7)将力导入到所述保持器中，以使所述保持器和连同所述保持器使所述超声波致动器在平行于所述作用方向的方向上移动，其特征在于，所述力导入部段(7)分别布置在所述作用平面W中且侧向地靠近所述超声波致动器并与所述超声波致动器间隔开，并且所述连接线V与所述作用平面W的交点SP或是与所述重心重合，或是设置在所述超声波致动器的所述重心S与所述超声波致动器的布置有所述摩擦元件的所述侧表面之间。2.根据权利要求1所述的超声波电动机，其特征在于，所述力导入部段(7)中的至少一个力导入部段由第一永磁体(8)和分别与所述第一永磁体对置布置的两个第二永磁体(9)形成，并且所述第一永磁体(8)和所述两个第二永磁体(9)如此配合，即所述第二永磁体(9)中的一个第二永磁体对所述第一永磁体(8)施加吸引力，并且所述第二永磁体(9)中的另一个第二永磁体对所述第一永磁体(8)施加排斥力。3.根据权利要求1或2所述的超声波电动机，其特征在于，所述保持器(6)具有：保持框架(10)，在所述保持框架(10)中无间隙地保持有所述超声波致动器；和保持装置(11)，所述保持装置(11)与所述保持框架(10)配合。4.根据权利要求3所述的超声波电动机，其特征在于，所述保持器(6)具有线性引导部段(12)，所述线性引导部段(12)由所述保持框架(10)和所述保持装置(11)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝尔恩德·菲利普斯，马蒂亚斯·罗森克兰茨，戴特尔·威恩埃克，库尔特·辛斯克，
申请(专利权)人：物理仪器PI两合有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE