DE102006032994A1

DE102006032994A1 - Electromechanical motor

Info

Publication number: DE102006032994A1
Application number: DE102006032994A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr. Gottlieb; Andreas Dr. Kappel; Tim Dr. Schwebel; Carsten Wallenhauer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2006-07-17
Filing date: 2006-07-17
Publication date: 2008-01-31
Also published as: WO2008009576A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart einen elektromechanischen Motor, insbesondere eine piezoelektrischen Ringmotor flacher Bauform. Die Antriebseinheit 3, bestehend aus Antriebsring 20, piezoelektrischem Vielschichtaktor 10 und mechanisch vorspannenden Federbändern 50, ist in einem kreisförmigen Gehäuse 40 angeordnet, das wiederum zumindest teilweise von einer Welle 30 umgeben ist. Die Welle 30 umfasst einen Vorsprung 34, der in den Antriebsring 20 antreibbar eingreift.The present invention discloses an electromechanical motor, in particular a piezoelectric ring motor flat design. The drive unit 3, consisting of drive ring 20, piezoelectric multilayer actuator 10 and mechanically biasing spring bands 50, is arranged in a circular housing 40, which in turn is at least partially surrounded by a shaft 30. The shaft 30 includes a projection 34 which engages drivable in the drive ring 20.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromechanischen Motor, insbesondere einen piezoelektrischen Ringmotor.The The present invention relates to an electromechanical motor, in particular a piezoelectric ring motor.

Bestimmte Anwendungen im Stand der Technik erfordern Stellmotoren mit einer flachen Bauform. Zu diesen Anwendungen zählt beispielsweise ein Antrieb eines Bauteilförderrads eines Zuführers bei SIPLACE-Bestückungsautomaten der Siemens A & D. Diese Bestückungsautomaten führen unterschiedliche elektronische Bauteile den zu bestückenden Leiterplatten zu, auf denen sie dann angeordnet und nachfolgend elektrisch miteinander verbunden werden. Die Bauraumanforderungen an derartige Stellmotoren beinhalten beispielsweise eine Bauraumregulierung in Dickenrichtung des Stellmotors, während der Bauraumgestaltung in den anderen beiden Raumrichtungen eine geringere Bedeutung zukommt. In diesem Zusammenhang weisen beispielsweise die Stellmotoren von SIPLACE-Bestückungsautomaten eine Dicke von 10 bis 15 mm auf.Certain Applications in the prior art require servo motors with a flat design. These applications include, for example, a drive a component conveyor wheel a feeder at SIPLACE placement machines the Siemens A & D. These placement machines to lead different electronic components to be populated PCBs on which they are then arranged and subsequently electrically connected to each other. The space requirements To such actuators include, for example, a space control in the thickness direction of the servomotor, during the installation space design in the other two spatial directions less importance. In this context, for example, the servo motors of SIPLACE placement machines a thickness of 10 to 15 mm.

Als Antrieb für obige SIPLACE-Bestückungsautomaten kommt bisher ein einzelner elektromagnetischer Motor oder ein Paar von geeignet synchronisierten und extrem flachen elektromagnetischen Motoren zum Einsatz. Die hohe Stellgenauigkeit der elektromagnetischen Motoren wird durch ein hohes Maß an teurer Wegsensorik sichergestellt. Die Signale der Wegsensorik werden zu diesem Zweck in einem geschlossenen Regelkreis verarbeitet. Sowohl die Konstruktion als auch die aufwendige Ansteuerung dieser elektromagnetischen Motoren ist teuer und im Hinblick auf den erforderlichen Bauraum nicht optimal.When Drive for above SIPLACE placement machines so far comes a single electromagnetic motor or a pair suitably synchronized and extremely flat electromagnetic motors for use. The high positioning accuracy of the electromagnetic motors is due to a high level expensive Wegsensorik ensured. The signals of the displacement sensor will be processed for this purpose in a closed loop. Both the Construction as well as the complex control of this electromagnetic Engines are expensive and with regard to the required installation space not optimal.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektromechanischen Motor mit geringem Bauraum in Bezug auf zumindest eine Raumrichtung zu realisieren, der eine Alternative zu den im Stand der Technik bekannten Stellmotoren darstellt.It Therefore, the object of the present invention is an electromechanical Motor with little space in relation to at least one spatial direction to realize an alternative to those in the state of the art represents known servomotors.

Die obige Aufgabe wird durch einen elektromechanischen Motor gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, den Figuren und den anhängenden Ansprüchen hervor.The The above object is achieved by an electromechanical motor according to the independent claim 1 solved. Advantageous embodiments and further developments of the present Invention will be apparent from the following description, the figures and the attached claims out.

Die vorliegende Erfindung basiert auf dem grundsätzlichen Ansatz, einen piezoelektrischen Ringmotor zur Realisierung eines elektromechanischen Motors flacher Bauform einzusetzen. Derartige Ringmotoren sind beispielsweise aus der EP 1 098 429 B1 und aus der deutschen Patentanmeldung 10 2005 022 355.9 bekannt.The present invention is based on the basic approach to use a piezoelectric ring motor for the realization of a flat design electromechanical motor. Such ring motors are for example from the EP 1 098 429 B1 and from the German patent application 10 2005 022 355.9 known.

Der erfindungsgemäße elektromechanische Motor, insbesondere ein piezoelektrischer Ringmotor, weist die folgenden Merkmale auf: mindestens zwei elektromechanische Antriebselemente und einen Antriebsring, der durch eine Längenänderung des elektromechanischen Antriebselements zu einer Verschiebebewegung anregbar ist, so dass eine Welle durch die Verschiebebewegung des Antriebsrings drehbar ist, ein gleichförmiges Gehäuse, in dem der Antriebsring derart angeordnet ist, dass ein Durchmesser des kreisförmigen Gehäuses senkrecht zu einer Rotationsachse der Welle ausgerichtet ist, während die Welle innerhalb des Antriebrings und an dem Umfang des kreisförmigen Gehäuses führbar oder drehbar gelagert ist.Of the inventive electromechanical motor, In particular, a piezoelectric ring motor has the following Features: at least two electromechanical drive elements and a drive ring caused by a change in length of the electromechanical Drive element is excitable to a sliding movement, so that a shaft rotatable by the sliding movement of the drive ring is, a uniform Casing, in which the drive ring is arranged such that a diameter of the circular housing is aligned perpendicular to a rotation axis of the shaft while the Shaft within the Antriebrings and at the circumference of the circular housing feasible or is rotatably mounted.

Der Ansatz der vorliegenden Erfindung, einen Stellantrieb flacher Bauform zu realisieren, besteht darin, dass ein piezoelektrischer Ringmotor als Antrieb zunächst in flacher Bauweise realisiert wird. Zu diesem Zweck werden die antreibenden piezoelektrischen Vielschichtaktoren derart ausgebildet und angeordnet, dass sie in Dickenrichtung des elektromechanischen Motors bevorzugt Ausdehnungen im Millimeterbereich aufweisen. In diesem Zusammenhang nutzt man den Vorteil, dass sich das aktive Volumen von piezoelektrischen Vielschichtaktoren mit gewissen Freiheiten gestalten lässt, so dass man beispielsweise einen piezoelektrischen Vielschichtaktor mit quadratischem oder rundem Querschnitt durch einen piezoelektrischen Vielschichtaktor mit rechteckig lang gestrecktem Querschnitt realisiert. Auf diese Weise wird die Dicke des piezoelektrischen Vielschichtaktors und somit auch die Dicke des elektromechanischen Stellmotors begrenzt, während die Leistungsfähigkeit des Stellmotors keine Einschränkung erfährt.Of the Approach of the present invention, an actuator flat design To realize, is that a piezoelectric ring motor as a drive first realized in a flat construction. For this purpose, the driving piezoelectric multilayer actuators designed in such a way and arranged to be in the thickness direction of the electromechanical Motors preferably have expansions in the millimeter range. In In this context, one uses the advantage that the active Volume of piezoelectric multilayer actuators with certain freedom lets shape, so that, for example, a piezoelectric multilayer actuator with square or round cross section through a piezoelectric multilayer actuator realized with rectangular elongated cross-section. To this Way, the thickness of the piezoelectric multilayer actuator and thus also limits the thickness of the electromechanical servomotor, while the efficiency the servomotor no limitation experiences.

Der flachbauende piezoelektrische Ringmotor ist in einer kreisförmigen Platte gehalten oder eingelassen, die das kreisförmige Gehäuse bildet. Da sich die durch den piezoelektrischen Ringmotor angetriebene Welle parallel zu dessen Dickenrichtung erstreckt, trägt sie auf Grund ihrer Konstruktion zu einer Steigerung des erforderlichen Bauraums für den piezoelektrischen Ringmotor in dessen Dickenrichtung bei. Aus diesem Grund ist die Welle schalenförmig mit einem mittleren Vorsprung ausgebildet. Der mittlere Vorsprung greift in den Antriebsring des Ringmotors ein, so dass der Ringmotor über diesen Vorsprung die schalenförmige Welle bewegt.Of the Flat-type piezoelectric ring motor is in a circular plate held or let in, which forms the circular housing. As the through the piezoelectric ring motor driven shaft parallel to its Thickness direction extends, carries due to their construction they increase the required Space for the piezoelectric ring motor in the thickness direction at. Out For this reason, the shaft is bowl-shaped with a central projection educated. The middle projection engages in the drive ring of the ring motor one, leaving the ring motor over this projection the cup-shaped Wave moves.

Der äußere Rand der schalenförmigen Welle stützt sich am äußeren Umfang des Gehäuses oder der kreisförmigen Platte ab, so das die Welle nur eine geringe Ausdehnung parallel zu ihrer Drehachse aufweist. Dient der elektromechanische Motor beispielsweise als Antrieb für einen Riemen, wäre dieser auf dem äußeren Umfang der schalenförmigen Welle geführt. Die Breite des Rands der schalenförmigen Welle, die parallel zur Drehachse der Welle gemessen wird, ist beliebig herstellbar, so dass eine hohe Anpassbarkeit des vorliegenden piezoelektrischen Ringmotors an verschiedene Anwendungen gewährleistet ist.The outer edge of the cup-shaped shaft is supported on the outer circumference of the housing or the circular plate, so that the shaft has only a small extension parallel to its axis of rotation. For example, if the electromechanical motor serves as a drive for a belt, this would be guided on the outer circumference of the shell-shaped shaft. The width of the rim of the bowl-shaped shaft, measured parallel to the axis of rotation of the shaft is, can be produced arbitrarily, so that a high adaptability of the present piezoelectric ring motor is guaranteed to various applications.

Es ist bevorzugt, die oben beschriebene Welle einteilig oder mehrteilige auszubilden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der piezoelektrische Ringmotor mindestens ein Vorspannelement auf, das sich parallel zu einer Wirkrichtung eines der elektromechanischen Antriebselemente und über das elektromechanische Antriebselement hinaus erstreckt, so dass das elektromechanische Antriebselement gegen den Antriebsring mechanisch vorspannbar ist. Ein derartiges Vorspannelement wird mit Hilfe eines Federbands oder eines Federdrahts realisiert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der piezoelektrische Ringmotor mindestens zwei Querträger, so dass die obigen Vorspannelemente, die an dem Querträger und dem Antriebsring angeordnet sind, den piezoelektrischen Vielschichtaktor zwischen Antriebsring und Querträger mechanisch vorspannen. Zur Optimierung dieser mechanischen Vorspannung sind die Vorspannelemente permanent an Antriebsring und/oder Querträger befestigt oder die Vorspannelemente laufen um Querträger und/oder Antriebsring herum, um auf diese Weise ein Endlosvorspannelement zu realisieren. Mit Hilfe dieser Konstruktion ist die Tragkraft der Vorspannelemente variabel einstellbar, während gleichzeitig mit einer einfachen und ohne viel Aufwand austauschbaren Konstruktion die piezoelektrischen Vielschichtaktoren ausreichend vorspannbar sind.It is preferred, the shaft described above in one or more parts train. According to one another embodiment the piezoelectric ring motor has at least one biasing element, which is parallel to a direction of action of one of the electromechanical Drive elements and over the Electromechanical drive element also extends, so that the electromechanical Drive element against the drive ring is mechanically prestressed. Such a biasing element is by means of a spring band or realized a spring wire. According to another embodiment the piezoelectric ring motor at least two cross members, so that the above biasing elements, on the cross member and the drive ring are arranged, the piezoelectric multilayer actuator between drive ring and cross member mechanically bias. To optimize this mechanical preload the biasing elements are permanently attached to the drive ring and / or cross member or the biasing elements run around the cross member and / or drive ring, to realize in this way an endless biasing element. With Help of this construction is the carrying capacity of the pretensioning elements variably adjustable while at the same time with a simple and exchangeable without much effort Construction the piezoelectric multilayer actuators sufficient can be prestressed.

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The preferred embodiments The present invention will be described with reference to the accompanying Drawing closer explained. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Motors, 1 a perspective view of an embodiment of the electromechanical motor according to the invention,

2 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform gemäß 1, 2 a sectional view of the embodiment according to 1 .

3 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Antriebseinheit des elektromechanischen Motors, 3 a perspective view of a preferred embodiment of the drive unit of the electromechanical motor,

4 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Gehäuses und 4 a plan view of an embodiment of the housing and

5 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Welle des elektromechanischen Motors. 5 a perspective view of an embodiment of the shaft of the electromechanical motor.

In 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Motors 1 gezeigt. Der elektromechanische Motor 1 ist als piezoelektrischer Ringmotor ausgebildet. Er umfasst eine Antriebseinheit 3, ein mechanisch steifes Gehäuse 40 in Form einer Kreisscheibe und eine Welle 30. Zur weiteren Illustration der Erfindung und ihrer einzelnen Komponenten ist in 2 ein Schnitt durch den piezoelektrischen Ringmotor schematisch dargestellt. Des Weiteren sind die einzelnen Komponenten des elektromechanischen Motors in den 3 bis 5 gezeigt. 3 zeigt eine Antriebseinheit 3, 4 das Gehäuse 40 und 5 die Welle 30.In 1 is an embodiment of the electromechanical motor according to the invention 1 shown. The electromechanical engine 1 is designed as a piezoelectric ring motor. It comprises a drive unit 3 , a mechanically rigid housing 40 in the form of a circular disk and a shaft 30 , For further illustration of the invention and its individual components is in 2 a section through the piezoelectric ring motor shown schematically. Furthermore, the individual components of the electromechanical motor in the 3 to 5 shown. 3 shows a drive unit 3 . 4 the housing 40 and 5 the wave 30 ,

Das in 4 dargestellte Gehäuse 40 ist in Form einer Kreisscheibe ausgebildet. Es umfasst mindestens einen Durchbruch 46, damit die Welle 30 in die Antriebseinheit 3 eingreifen kann. Der Durchbruch 46 weist bevorzugt die Form der Stelleinheit 3 auf. Zudem ist der Durchbruch 46 mit Ausnehmungen 48 kombiniert. Die Durchbrüche 46 nehmen die Antriebseinheit 3 auf, während die Ausnehmungen 48 der Befestigung der Antriebseinheit im Gehäuse 40 dienen. In den Ausnehmungen 48 werden Querträger oder Halter 60 der Antriebseinheit 3 (siehe unten) und somit die gesamte Antriebseinheit befestigt. In diesem Zusammenhang bilden die Ausnehmungen 48 die Gegenflächen zu den Anlageflächen der Querträger 60.This in 4 illustrated housing 40 is in the form of a circular disk. It includes at least one breakthrough 46 , so that the shaft 30 in the drive unit 3 can intervene. The breakthrough 46 preferably has the shape of the actuator 3 on. In addition, the breakthrough 46 with recesses 48 combined. The breakthroughs 46 take the drive unit 3 on while the recesses 48 the attachment of the drive unit in the housing 40 serve. In the recesses 48 become crossbeam or holder 60 the drive unit 3 (see below) and thus the entire drive unit attached. In this context, the recesses form 48 the mating surfaces to the contact surfaces of the cross member 60 ,

Das Gehäuse 40 weist zudem eine Dicke auf, die senkrecht zu einem Durchmesser des Gehäuses 40 messbar ist. Basierend auf der Anordnung der Antriebseinheit 3 in Durchbrüchen 46 und Ausnehmungen 48 ist die minimale Dicke des Gehäuses 40 durch eine Dicke der in den Durchbrüchen 46 angeordneten Antriebseinheit 3 bestimmt. Die Dicke des Gehäuses 40 entspricht daher in etwa der Dicke der Antriebseinheit 3. Die Tiefe der Ausnehmungen 46 korrespondiert derart zur Lage der Gegenflächen der Querträger oder Halter 60 der Antriebseinheit 3, dass die Antriebseinheit 3 fluchtend in das Gehäuse 40 einsetzbar ist.The housing 40 also has a thickness perpendicular to a diameter of the housing 40 is measurable. Based on the arrangement of the drive unit 3 in breakthroughs 46 and recesses 48 is the minimum thickness of the housing 40 through a thickness in the openings 46 arranged drive unit 3 certainly. The thickness of the case 40 therefore corresponds approximately to the thickness of the drive unit 3 , The depth of the recesses 46 corresponds to the position of the mating surfaces of the cross member or holder 60 the drive unit 3 that the drive unit 3 aligned in the housing 40 can be used.

Die Kontur der Ausnehmungen 48 und Durchbrüche 46 folgt den äußeren Umrissen der Antriebseinheit 3. Um ein ausreichendes Spiel zur Ausrichtung der Antriebseinheit 3 in der Ebene des Gehäuses 40 bereitzustellen, ist die Kontur der Ausnehmungen 48 und Durchbrüche 46 etwas größer ausgebildet als die entsprechenden Abmessungen der Antriebseinheit 3.The contour of the recesses 48 and breakthroughs 46 follows the outer contours of the drive unit 3 , To provide sufficient clearance to align the drive unit 3 in the plane of the housing 40 to provide, is the contour of the recesses 48 and breakthroughs 46 slightly larger than the corresponding dimensions of the drive unit 3 ,

Die Oberfläche der äußeren kreisförmigen Seitenfläche 42 des Gehäuses 40 ist von hoher Güte, damit sie als Bestandteil einer drehbaren Lagerung dienen kann. In dieser Variante stellt sie eine erste Abrollfläche für einen Nadellagerkranz 70 dar, der der drehbaren Lagerung und Führung der Welle 30 an dem Gehäuse 40 dient. Optional ist die Seitenfläche 42 gehärtet. Gemäß einer weiteren Alternative sind zur Befestigung der Antriebseinheit 3 nicht gezeigte Befestigungselemente, Bohrungen und Gewinde im Gehäuse 40 angebracht.The surface of the outer circular side surface 42 of the housing 40 is of high quality, so that it can serve as part of a rotatable storage. In this variant, it provides a first rolling surface for a needle bearing ring 70 This is the rotatable mounting and guidance of the shaft 30 on the housing 40 serves. Optional is the side surface 42 hardened. According to a further alternative are for fastening the drive unit 3 not shown fasteners, holes and threads in casing 40 appropriate.

Eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Antriebseinheit 3 ist in 3 dargestellt. Die Antriebseinheit 3 umfasst mindestens zwei elektromechanische Antriebselemente 10, die bevorzugt als piezoelektrische Vielschichtaktoren realisiert sind. Die piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 sind unter mechanischer Vorspannung zwischen einem Antriebsring 20 und jeweils einem Querträger oder Halter 60 angeordnet. Die Halter 60 weisen Flächen und/oder Abstufungen 62 auf, die die passenden Gegenflächen zu den Bodenflächen der Ausnehmungen 48 aus 4 darstellen. Diese Flächen dienen einer mechanisch steifen Befestigung der Halter 60 der Antriebseinheit 3 am Gehäuse 40. Diese Befestigung ist beispielsweise durch Verschrauben, Verschweißen, Verkleben oder ähnlich effektive Befestigungsverfahren realisierbar.A perspective view of an embodiment of the drive unit 3 is in 3 shown. The drive unit 3 comprises at least two electromechanical drive elements 10 , which are preferably realized as piezoelectric multilayer actuators. The piezoelectric multilayer actuators 10 are under mechanical preload between a drive ring 20 and in each case a cross member or holder 60 arranged. The holders 60 have areas and / or gradations 62 on, the matching mating surfaces to the bottom surfaces of the recesses 48 out 4 represent. These surfaces serve a mechanically rigid attachment of the holder 60 the drive unit 3 on the housing 40 , This attachment can be realized for example by screwing, welding, gluing or similar effective fastening method.

Die piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 sind annähernd rechtwinklig im Verhältnis zueinander am Antriebsring 20 angeordnet. Zudem sind die piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 durch Federbänder 50 mechanisch zwischen Querträger 60 und Antriebsring 20 vorgespannt. Um dies zu realisieren stehen die Federbänder 50 unter Zugspannung. Des Weiteren sind die Federbänder 50 am Querträger 60 und/oder Antriebsring 20 befestigt. Um die Tragkraft der Federbänder 40 entsprechend den Anforderungen der Antriebseinheit 3 einstellen zu können, ist die Länge der Federbänder 50 variabel einstellbar. Dies wird dadurch realisiert, dass die Federbänder teilweise umlaufend um Querträger 60 und/oder Antriebsring 20 ausgebildet sind. Sie umlaufen (vgl. 3) zumindest teilweise den Querträger 50 und sind dann bezogen auf die Längsachse des piezoelektrischen Vielschichtaktors 10 am entferntesten Ort des Antriebsrings 20 befestigt oder umgelenkt. Es ist ebenfalls bevorzugt, die zwei Enden eines Federbands 50 aneinander zu befestigen, um ein endloses Federband 40 zu realisieren.The piezoelectric multilayer actuators 10 are approximately rectangular in relation to each other on the drive ring 20 arranged. In addition, the piezoelectric multilayer actuators 10 by spring bands 50 mechanically between cross member 60 and drive ring 20 biased. To realize this are the spring strips 50 under tension. Furthermore, the spring bands 50 on the cross member 60 and / or drive ring 20 attached. To the carrying capacity of the spring bands 40 according to the requirements of the drive unit 3 to adjust is the length of the spring bands 50 variably adjustable. This is realized by the fact that the spring strips partially circulating around cross member 60 and / or drive ring 20 are formed. They revolve (cf. 3 ) at least partially the cross member 50 and are then related to the longitudinal axis of the piezoelectric multilayer actuator 10 most distant place of the drive ring 20 attached or deflected. It is also preferred that the two ends of a spring band 50 to attach to each other to an endless spring band 40 to realize.

Um den Verschleiß der Federbänder 50 zu minimieren, weisen Querträger 60 und/oder Antriebsring 20 Ausrundungen an den Stellen auf, an denen die Federbänder 50 um Querträger 60 und/oder Antriebsring 20 herum laufen. Zudem können die Federbänder 50 in individuellen und unterschiedlich tiefen Nuten angeordnet sein, so dass eine Reibung der Federbänder 40 aneinander verhindert ist.To the wear of the spring bands 50 to minimize, have cross members 60 and / or drive ring 20 Fillets at the places where the spring bands 50 around cross member 60 and / or drive ring 20 to run around. In addition, the spring bands 50 be arranged in individual and different deep grooves, so that a friction of the spring bands 40 is prevented from each other.

Es ist ebenfalls denkbar, anstelle der Federbänder 40 einen Federdraht als Vorspannelement einzusetzen. Dies wird in gleichzeitigen Patentanmeldungen der Anmelderin beschrieben.It is also conceivable, instead of the spring bands 40 to use a spring wire as a biasing element. This is described in co-pending patent applications of the Applicant.

Um die Stabilität der Antriebseinheit 3 zu erhöhen, sind die piezoelektrischen Vielschichtaktoren gemäß einer weiteren Ausführungsform jeweils mit zwei Vorspannelementen 50 vorgespannt. Zudem werden bevorzugt piezoelektrische Vielschichtaktoren 10 flacher Bauform mit einer rechteckigen Querschnittsfläche eingesetzt. In dieser Ausführungsform weisen die piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 eine Breite b auf, die größer als ein Innendurchmesser d des Antriebsrings 20 ausfällt (vgl. 3). Ist zudem die Breite b des piezoelektrischen Vielschichtaktors 10 ein Mehrfaches seiner Höhe h, wird basierend auf dieser Geometrie die Stabilität der Antriebseinheit 3 unterstützt und die Antriebseinheit ist in gleicher Weise wie das Gehäuse 40 mit geringer Dicke vergli chen mit einem piezoelektrischen Vielschichtaktor mit quadratischem Querschnitt und ähnlich effektivem Volumen realisierbar.To the stability of the drive unit 3 To increase, the piezoelectric multilayer actuators according to another embodiment, each with two biasing elements 50 biased. In addition, piezoelectric multilayer actuators are preferred 10 flat design with a rectangular cross-sectional area used. In this embodiment, the piezoelectric multilayer actuators 10 a width b larger than an inner diameter d of the drive ring 20 fails (cf. 3 ). Is also the width b of the piezoelectric multilayer actuator 10 a multiple of its height h, based on this geometry, the stability of the drive unit 3 supported and the drive unit is in the same way as the housing 40 With a small thickness vergli surfaces with a piezoelectric multilayer actuator with square cross section and similar effective volume feasible.

In 5 ist eine Ausführungsform der Welle 30 in Form einer Schale oder eines Topfs dargestellt. Die Welle 30 übernimmt mehrere Funktionen, so dass sie präzise gefertigt sein muss. In der Mitte der Welle ist ein Vorsprung 34 angeordnet. Die Außenfläche des Vorsprungs 34 bildet die Gegenfläche für die Innenfläche des antreibenden Antriebsrings 20. Bei Reibschluss dieser beiden Flächen müssen die Geometrien von Vorsprung 34 und Antriebsring 20 genau aufeinander abgestimmt sein. Bei Verzahnung zwischen Welle 30 und Antriebsring 20 ist auf dem Vorsprung 34 die korrespondierende Außenverzahnung ausgebildet, die als Verzahnungspartner zur Ring-Innenverzahnung dient.In 5 is an embodiment of the shaft 30 presented in the form of a bowl or a pot. The wave 30 takes on several functions so that it has to be manufactured precisely. In the middle of the wave is a projection 34 arranged. The outer surface of the projection 34 forms the counter surface for the inner surface of the driving drive ring 20 , If these two surfaces are frictionally engaged, the geometries must be ahead 34 and drive ring 20 be exactly coordinated. For toothing between shaft 30 and drive ring 20 is on the lead 34 formed the corresponding external toothing, which serves as a toothing partner for ring internal teeth.

Außerdem umfasst die Welle 30 einen Rand 32. Die Innenfläche des Rands 32 ist von hoher Güte und korrespondiert zur Seitenfläche 42 des Gehäuses 40 zur Bildung einer drehbaren Lagerung. In der hier dargestellten Variante dient diese Innenfläche als zweite Abrollfläche für einen Nadellagerkranz 70, der neben der Seitenfläche 42 des Gehäuses 40 angeordnet ist. Die Tiefe der schalenartigen Welle 30 entspricht in etwa der Dicke des Gehäuses 40 oder der Dicke der Antriebseinheit 3 oder der Länge der Nadellagerrollen des Nadellagerkranzes 70. Auf dieser Grundlage ist das Gehäuse 40 und die Antriebseinheit 3 mittels des Nadellagerkranzes 70 drehbar gelagert und in der Kreisebene fluchtend in die Welle 30 einsetzbar. Bei Bedarf werden die Nadellagerrollen 70 gegen ein Herausfallen während des Betriebs des elektromechanischen Motors zum Bespiel durch eine seitliche Abdeckung geschützt.In addition, the wave includes 30 a border 32 , The inner surface of the edge 32 is of high quality and corresponds to the side surface 42 of the housing 40 for forming a rotatable bearing. In the variant shown here, this inner surface serves as a second rolling surface for a needle bearing ring 70 , next to the side surface 42 of the housing 40 is arranged. The depth of the bowl-like wave 30 corresponds approximately to the thickness of the housing 40 or the thickness of the drive unit 3 or the length of the needle roller bearings of the needle bearing ring 70 , On this basis is the case 40 and the drive unit 3 by means of the needle bearing collar 70 rotatably mounted and aligned in the circular plane in the shaft 30 used. If necessary, the needle roller bearings 70 protected against falling out during operation of the electromechanical motor for example by a side cover.

Die Drehbewegung der Welle 30 ist an jeder zugänglichen, das heißt nicht durch Gehäuse 40, Lagerung 70 und Antriebseinheit 3 verdeckte, Fläche der Welle 30 abgreifbar. Im Falle des Zuführers (siehe oben) würde eine geeignet gestaltete Außenfläche des Rand 32 der Welle 30 dazu dienen, den Bauteilgurt zu bewegen. Gemäß einer weiteren Alternative ist die Welle 30 mehrteilig ausgebildet. Diese mehreren Teile werden während des Zusammenbaus des elektromechanischen Motors 1 steif miteinander verbunden.The rotational movement of the shaft 30 is accessible to everyone, that is not through housing 40 , Storage 70 and drive unit 3 hidden, surface of the shaft 30 tapped. In the case of the feeder (see above), a suitably designed outer surface of the edge would 32 the wave 30 serve to move the component belt. According to another alternative, the shaft is 30 formed in several parts. These multiple parts are used during assembly of the electromechanical motor 1 stiff together prevented.

2 zeigt den elektromechanischen Motor 1 noch einmal in einer Schnittdarstellung. Es ist zu erkennen, dass der konzentrisch angeordnete Vorsprung 34 der Welle 30 in den Antriebsring 20 eingreift, über den er und die Welle 30 durch die Antriebseinheit 3 antreibbar ist. Es ist zudem ein piezoelektrischer Vielschichtaktor 10 der Antriebseinheit 3 gezeigt, der zwischen Querträger 60 und Antriebsring 20 mechanisch vorgespannt angeordnet ist. Die Antriebseinheit 3 ist in Durchbrüchen 46 und Aussparungen 48 des Gehäuses 40 gehalten. Zwischen der umfänglichen Fläche 42 des Gehäuses 40 und der Innenfläche des Rands 32 der Welle 30 ist eine Lagerung angeordnet. Diese Lagerung wird beispielsweise durch ein Kugel-, Wälz-, Gleitlager oder einen Nadellagerkranz 70 gebildet. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Antriebseinheit 3 mehr als zwei piezoelektrische Vielschichtaktoren aufweist. 2 shows the electromechanical engine 1 again in a sectional view. It can be seen that the concentrically arranged projection 34 the wave 30 in the drive ring 20 engages, over which he and the wave 30 through the drive unit 3 is drivable. It is also a piezoelectric multilayer actuator 10 the drive unit 3 shown between cross member 60 and drive ring 20 is arranged mechanically biased. The drive unit 3 is in breakthroughs 46 and recesses 48 of the housing 40 held. Between the circumferential area 42 of the housing 40 and the inner surface of the rim 32 the wave 30 is arranged a storage. This storage is for example by a ball, roller, plain bearings or a needle bearing ring 70 educated. It is also conceivable that the drive unit 3 has more than two piezoelectric multilayer actuators.

Claims

Electromechanical motor ( 1 ), in particular a piezoelectric ring motor having the following features: a. at least two electromechanical drive elements ( 10 ) and a drive ring ( 20 ) caused by a change in length of the electromechanical drive elements ( 10 ) is excitable to a sliding movement, so that a wave ( 30 ) by the sliding movement of the drive ring ( 20 ) is rotatable, b. a circular housing ( 40 ), in which the drive ring ( 20 ) is arranged such that a diameter ( 42 ) of the circular housing ( 40 ) perpendicular to a rotation axis of the shaft ( 30 ), while c. the wave ( 30 ) within the drive ring ( 20 ) and on one circumference ( 42 ) of the circular housing ( 40 ) is rotatably mounted.

Electromechanical motor ( 1 ) according to claim 1, whose housing ( 40 ) the shape of a disc having at least one recess and a breakthrough ( 46 ) or only with a breakthrough ( 46 ) in which the drive elements ( 10 ) and the drive ring ( 20 ) are arranged.

Electromechanical motor ( 1 ) according to claim 1 or 2, whose shaft ( 30 ) is formed in the form of a shell whose edge ( 32 ) at the extent ( 42 ) of the circular housing ( 40 ) and the center a projection ( 34 ), which extends into the drive ring ( 20 ).

Electromechanical motor ( 1 ) according to claim 3, whose shaft ( 30 ) is formed in one or more parts.

Electromechanical motor ( 1 ) according to one of the preceding claims, comprising at least one biasing element ( 50 ) parallel to a direction of action of one of the electromechanical drive elements ( 10 ) and via the electromechanical drive element ( 10 ) so that the electromechanical drive element ( 10 ) against the drive ring ( 20 ) is mechanically prestressed.

Electromechanical motor ( 1 ) according to claim 5, whose biasing element ( 50 ) is a spring band.

Electromechanical motor ( 1 ) according to claim 5 or 6, whose biasing element ( 50 ) on a cross member ( 60 ) and the drive ring ( 20 ) is arranged such that the electromechanical drive element ( 10 ) between drive ring ( 20 ) and cross beams ( 60 ) is mechanically prestressed.

Electromechanical motor ( 1 ) according to claim 7, whose biasing element ( 50 ) to drive ring ( 20 ) and / or cross members ( 60 ) or its biasing element ( 50 ) is formed endlessly circulating.

Electromechanical motor ( 1 ) according to one of claims 5 to 8, whose biasing element ( 50 ) relative to the electromechanical drive element ( 10 ) at the farthest location of the drive ring ( 20 ) is attached or deflected.

Electromechanical motor ( 1 ) according to one of claims 5 to 9, in which at least one of the drive elements ( 10 ) with two biasing elements ( 50 ) is biased.

Electromechanical motor ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the at least two electromechanical drive elements ( 10 ) has a width (b) parallel to and greater than an inner diameter (d) of the drive ring (16) 20 ) exhibit.

Electromechanical motor ( 1 ) according to claim 11, in which the width (b) of the drive element ( 10 ) a multiple of a height (h) of the drive element ( 10 ) and the height (h) is equal to or less than a thickness (d) of the housing ( 40 ).