DE102006032996A1

DE102006032996A1 - Elektromechanischer Motor

Info

Publication number: DE102006032996A1
Application number: DE102006032996A
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: EP2041812A1; WO2008009577A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart einen elektromechanischen Motor 1, insbesondere einen piezoelektrischen Ringmotor. Dieser Ringmotor weist einen Antriebsring 20 mit piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 als Antriebselemente auf. Die piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 sind über Vorspannelemente 40 vorgespannt, die sich parallel zur Wirkrichtung 12 der piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 sowie über die piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 hinaus und zumindest teilweise entlang mindestens einer Seitenfläche 24 des Antriebsrings 20 erstrecken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromechanischen Motor, insbesondere einen piezoelektrischen Ringmotor.
Elektromechanische Motoren und insbesondere piezoelektrische Ringmotoren sind aus dem europäischen Patent 1 098 429 31 und der 10 2005 022 355.9 bekannt. Beispielgebend ist ein bekannter piezoelektrischer Ringmotor 1 schematisch in 1 dargestellt.
Der piezoelektrische Ringmotor 1 umfasst einen Antriebsring 20, an dessen Seiten in rechtwinkliger Ausrichtung elektromechanische Antriebselemente 10 angreifen. Die elektromechanischen Antriebselemente 10 sind als piezoelektrische Vielschichtaktoren ausgebildet. Um die piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 mechanisch vorzuspannen, werden Hohlfedern 14 eingesetzt. Die Hohlfedern 14 bringen bauraumsparend Druckspannungen auf die piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 unterschiedlicher Bauformen auf. In Abhängigkeit von der Bauform der piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 werden ebenfalls Hohlfedern 14 unterschiedlicher Bauform genutzt. Sie werden aus ebenem Blech gestanzt, nachfolgend gerollt und schließlich längsnahtgeschweißt, so dass eine strukturierte und einlagig hohlzylindrische Feder mit schlitzartiger Struktur entsteht. Eine derartige Hohlfeder 14 zeigt beispielgebend 2, während gleichzeitig ein Beispiel für einen durch die Hohlfeder 14 vorzuspannenden piezoelektrischen Vielschichtaktor 10 dargestellt ist.
Der piezoelektrische Vielschichtaktor 10 wird unter anderem bei Injektoranwendungen in Kraftfahrzeugen typischerweise mit einer Druckkraft von ca. 600 bis 850 N verbaut. Die Druckspannung wird zwischen geeignet dimensionierten Endplatten 16 zur Vermeidung schädlicher Zugspannungen im hochdynamischen Aktorbetrieb und zur mechanisch steifen Anbindung an die anzutreibenden Elemente und das Gegenlager einer Aktoreinheit erzeugt. Somit werden die piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 zwischen Endplatten 16, Endkappen 11 und hohlzylindrischen Federn 14 verbaut, die gemeinsam die genannte Aktoreinheit bilden. Dies ist auch in der Prinzipskizze in 1 zu erkennen.
Hinsichtlich der Endkappen 11 angepasste Aktoreinheiten dieser Art werden bislang zum Aufbau der piezoelektrischen Motoren 1 eingesetzt. Die Gehäuseteile des piezoelektrischen Ringmotors sind in 1 nicht gezeigt. Stattdessen wird die Kraftanbindung bzw. Lagerung des Antriebs am Gehäuse durch die Dreieckssymbole dargestellt. Die dargestellte Momentaufnahme zeigt den Antriebsring 20 und die Welle 30 mit dem Kontaktpunkt zwischen Antriebsring 20 und Welle 30 rechts auf der positiven X-Achse liegend. In dieser Situation wird die zur Drehmomentübertragung zwischen Antriebsring 20 und Welle 30 benötigte Kontaktkraft als Zugkraft von den in X-Richtung wirkenden Aktoreinheiten zwischen dem Gehäuse und dem Antriebsring 20 vermittelt. Da mit den zur Aktoreinheit verbauten piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 aktiv keine Zugkraft erzeugt werden kann, erfolgt die Erzeugung der Zugkraft durch Umverteilung der durch die Rohrfeder bzw. Hohlfeder 14 bereitgestellten Druckvorspannkraft vom piezoelektrischen Vielschichtaktor 10 auf den Antriebsring 20. Um dies zu erreichen wird der piezoelektrische Vielschichtaktor 10 durch Entladen verkürzt.
Bei diesem Vorgang besteht jedoch die Gefahr, dass der piezoelektrische Vielschichtaktor 10 zu stark bzw. völlig entlastet wird. Infolgedessen wird die steife Ankopplung des Antriebsrings 20 über die Aktoreinheit an das Gehäuse geschwächt, so dass die ebenfalls durch die Aktoreinheit vermittelte Drehmomentübertragung von der Welle 30 über den Antriebsring 20 auf das Gehäuse negativ beeinflusst wird. Um dieser Gefahr zu begegnen und eine größere Kraftreserve zur Vorspannung der piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 bereitzustellen, wurden für Labormuster die für eine Zugkraft von 850 N dimensionierten Serien-Rohrfedern 14 unter Nutzung aller Sicherheitsreserven mit einer Zugkraft von bis zu 1.200 N beim Aufbau der Aktoreinheiten vorgespannt. Derartige Konstruktionen sind zwar für Labormuster geeignet, sie stellen jedoch keine Alternative für eine großtechnische Herstellung dar.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektromechanischen Motor mit einem im Vergleich zum Stand der Technik produktionsfreundlicheren Druckvorspannsystem bereitzustellen.
Die obige Aufgabe wird durch einen elektromechanischen Motor, insbesondere ein piezoelektrischer Ringmotor, gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Weiterentwicklungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den anhängenden Ansprüchen.
Der erfindungsgemäße elektromechanische Motor weist die folgenden Merkmale auf: zwei Gruppen von jeweils mindestens zwei elektromechanischen Antriebselementen mit einer Wirkrichtung, mindestens einen Antriebsring, der durch eine Längenänderung der elektromechanischen Antriebselemente zu einer Verschiebebewegung anregbar ist, so dass eine Welle durch die Verschiebebewegung des Antriebsrings drehbar ist, und mindestens ein Vorspannelement, das sich parallel zur Wirkrichtung eines der elektromechanischen Antriebselemente sowie über das elektromechanische Antriebselement hinaus und zumindest teilweise entlang mindestens einer Seitenfläche des Antriebsrings erstreckt, so dass das elektromechanische Antriebselement gegen den Antriebsring mechanisch vorspannbar ist.
Die vorliegende Erfindung basiert auf einer bekannten Konstruktion eines piezoelektrischen Ringmotors. Die elektromechanischen Antriebselemente, in diesem bevorzugten Fall piezoelektrische Vielschichtaktoren, sind an Stelle von Hohlfedern mittels Vorspannelementen vorgespannt, die sich sowohl über die Länge der piezoelektrischen Vielschichtaktoren als auch zumindest teilweise über die Länge des Antriebsrings erstrecken. Im Vergleich zu bekannten Hohlfedern wurden die hier genutzten Vorspannelemente gezielt verlängert, um ihre Tragkraft zu steigern und auf diese Weise die Vorspannung der piezoelektrischen Vielschichtaktoren im Vergleich zum Stand der Technik zu optimieren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als Vorspannelement ein Federdraht eingesetzt. Dieser ist einen Querträger und den Antriebsring zumindest teilweise umlaufend angeordnet, so dass das elektromechanische Antriebselement zwischen Antriebsring und Querträger mechanisch vorspannbar ist.
Die piezoelektrischen Vielschichtaktoren oder allgemein die elektromechanischen Antriebselemente stützen sich zwischen dem Querträger und dem Antriebsring ab. Der Querträger ist somit senkrecht zu den sich jeweils abstützenden piezoelektrischen Vielschichtaktoren angeordnet. Ordnet man dem Querträger und dem Antriebsring jeweils eine Seitenfläche parallel zur Drehachse einer Welle und in Dickenrichtung von Querträger und Antriebsring zu, verläuft der mechanisch vorspannende Federdraht zumindest teilweise entlang einer Mehrzahl von Seitenflächen des Antriebsrings und des Querträgers. Auf diese Weise nutzt der Federdraht die Umfangsflächen von Antriebsring und Querträger, um über die Bereitstellung einer ausreichenden Länge die gewünschten Vorspannbedingungen für die piezoelektrischen Vielschichtaktoren bereitzustellen. Der vorspannende Federdraht verläuft somit in einer Ebene senkrecht zur Drehachse der Welle, während er den Antriebsring und/oder den Querträger zumindest teilweise umläuft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Federdraht über Umlenkpunkte geführt, die als starre Führung und/oder als bewegliche Führung, wie beispielsweise eine Rolle, ausgebildet sind. Gemäß einer weiteren Alternative der vorliegenden Erfindung ist der Federdraht an Antriebsring und/oder Querträger befestigt oder der Feder draht ist endlos umlaufenden um zumindest einen Teil von Antriebsring und Querträger ausgestaltet. Die obige Erfindung hat den Vorteil, dass durch Bereistellen im Vergleich zu bekannten Hohlfedern längere Vorspannelemente die Federrate der Vorspannelemente hohl- bzw. rohrfedertypisch klein gehalten wird, während gleichzeitig ein Vorspannelement mit gesteigerter Tragkraft entsteht.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines piezoelektrischen Ringmotors gemäß dem Stand der Technik,
2 eine schematische Darstellung verschiedener Komponenten eines piezoelektrischen Ringmotors gemäß dem Stand der Technik,
3 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
4 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 3 dargestellt. Der elektromechanische Motor 1 wird durch einen Ringmotor mit piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 als elektromechanische Antriebselemente gebildet. Es ist ebenfalls denkbar, die elektromechanischen Antriebselemente 10 durch andere lineare Stellglieder zu realisieren, die wie die piezoelektrischen Vielschichtaktoren eine Verschiebebewegung der Welle 30 im Antriebsring 20 anregen können.
Gemäß einer Alternative des in 3 dargestellten Ringmotors sind zwei Gruppen von zumindest zwei piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 senkrecht zueinander angeordnet. Es ist ebenfalls denkbar, drei oder vier Gruppen von mindestens zwei piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 zu nutzen, die dann ebenfalls im Verhältnis zu den benachbarten Gruppen von piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 rechtwinklig angeordnet wären.
Wie man in 3 erkennen kann, sind die piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 zwischen einem Querträger 50 und dem Antriebsring 20 angeordnet. Der Querträger 50 ist bevorzugt quer zu einer Wirkrichtung 12 der piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 ausgerichtet und erstreckt sich über zumindest zwei zu einer Gruppe zusammengefasster piezoelektrischer Vielschichtaktoren 10.
Um die piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 mechanisch vorzuspannen, werden Vorspannelemente 40 eingesetzt. Die Vorspannelemente 40 erstrecken sich parallel zur Wirkrichtung 12 des jeweiligen piezoelektrischen Vielschichtaktors 10 sowie über dessen Länge hinaus. Betrachtet man den Antriebsring 20 und die Querträger 50 parallel zu einer Drehachse der Welle 30, weisen sie jeweils eine Ober- und Unterseite auf. Parallel zur Drehachse der Welle 30 erstreckt sich somit die Dickenrichtung von Antriebsring 20 und Querträger 50, so dass die Dicke von Antriebsring 20 und Querträger 50 jeweils die Breite einer umlaufenden Seitenfläche des Antriebsrings 20 und die Breite der umlaufenden Seitenfläche des Querträgers 50 bestimmt. Gemäß der in 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist der Antriebsring 20 viereckig ausgebildet, so dass sich die umlaufende Seitenfläche in vier Seitenflächen 24 unterteilt. In gleicher Weise unterteilt sich die umlaufende Seitenfläche des Querträgers 50 in vier Seitenflächen 54. Um die Länge des Federdrahts 40 und somit zumindest einen Teil seiner Federeigenschaften gezielt einstellen zu können, erstreckt sich der Federdraht 40 zumindest teilweise entlang mindestens einer der Seitenflächen 24 des Antriebsrings 20. Es ist weiterhin bevorzugt, den Federdraht 40 entlang zumindest eines Teils der Seitenflächen 54 des Querträgers 50 anzuordnen.
Um ausreichende Federeigenschaften des Federdrahts 40 oder allgemein des Vorspannelements zu erzielen, ist dieser aus Metall, wie beispielsweise gängiger Federstahl, Stahl oder andere geeignete federnde Metalle hergestellt. Eine weitere Materialalternative bilden Metalllegierungen, Verbundwerkstoffe wie kohlefaserverstärkter Kunststoff (CFK) oder glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK), sowie Kevlar in Form von Fasern oder Bändern. Für den Federdraht 40 sind somit generell Werkstoffe mit hoher Zugfestigkeit und Elastizität geeignet, die die Federeigenschaften zur mechanischen Vorspannung der piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 aufweisen. Wie in der schematischen Darstellung in den 3 und 4 gezeigt ist, wird über den Federdraht 40 der jeweilige piezoelektrische Vielschichtaktor 10 unter Druckvorspannung auf Anlage an dem Antriebsring 20 und dem jeweiligen Querträger 50 gehalten. Bei dieser Anordnung steht der Federdraht 40 unter Zugspannung.
Gemäß einer Ausführungsform des Ringmotors 1 ist der Federdraht 40 als Endlosdraht ausgebildet. Zu diesem Zweck sind die Enden der Federdrähte 40 nach dem in 3 dargestellten teilweisen Umlauf um Antriebsring 20 und Querträger 50 kraft- oder formschlüssig miteinander verbunden. Wie in 3 zu erkennen ist, laufen die Federdrähte 40 somit auf einer Mehrzahl von Seitenflächen 24 des Antriebsrings 20 und auf einer Mehrzahl von Seitenflächen 54 des Querträgers 50. Anstelle eines Endlosdrahts ist es ebenfalls denkbar, den Federdraht 50 an einem beliebigen Punkt auf einer der Seitenflächen 24, 54 zu befestigen, wodurch ebenfalls eine beliebige Länge des Federdrahts 40 und somit der gewünschten Federeigenschaften einstellbar sind.
Der Federdraht 40 ist über eine Mehrzahl von Umlenkpunkten 60 an Antriebsring 20 und Querträger 50 geführt. Die Umlenkpunkte 60 sind jeweils möglichst nahe an den Seitenflächen 24, 54 von Antriebsring 20 und Querträger 50 angeordnet. Gemäß ver schiedener Ausführungsformen sind diese Umlenkpunkte 60 unterschiedlich ausgebildet.
Gemäß einer Alternative sind an den Umlenkpunkten 60 an Antriebsring 20 und Querträger 50 zur Reibungskraftminimierung Umlenkrollen 22, 52 angeordnet. Die Umlenkrollen 22, 52 sind drehbar gelagert und weisen eine Nut zur Führung des Federdrahts 40 auf. Gemäß einer weiteren Alternative der vorliegenden Erfindung, die in 4 dargestellt ist, sind die Umlenkrollen 56 am Querträger 50 und/oder Antriebsring 20 angeordnet. Die Umlenkrolle 56 weist eine Mehrzahl von Nuten zur Führung des Federdrahts 40 auf. Über die Anzahl der Nuten wird festgelegt, ob der Federdraht mehrfach nebeneinander über eine Umlenkrolle 54, 56 führbar ist. Dies eröffnet die Alternative, den Federdraht 40 mehrfach um Antriebsring 20 und/oder Querträger 50 umlaufen zu lassen, um dadurch gezielt die Länge des Federdrahts 40 zu vergrößern und dessen Tragkraft zu erhöhen.
Zur Durchleitung des Federdrahts 40 der jeweiligen Querrichtung unter den piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10, die senkrecht dazu ausgerichtet sind, werden Bodenplatten 26 mit passenden Nuten eingesetzt, auf denen sich die piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 am Antriebsring 20 abstützen (vgl. 3 und 4). Wie aus den 3 und 4 hervorgeht, dient jeweils ein Vorspannelement oder Federdraht 40 zur Druckvorspannung von zwei piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10. Diese zwei gemeinsam vorgespannten piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 werden bevorzugt als eine Antriebseinheit des Ringmotors 1 bezeichnet. Querträger 50 realisiert eine steife Anbindung dieser Antriebseinheit des Ringmotors 1 an das Motorgehäuse (nicht gezeigt).
Die in den 3 und 4 schematisch dargestellte Vorspanneinrichtung der piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 bietet den Vorteil, dass der Federdraht 40 eine besonders große Länge aufweist. Er ist daher in der Lage, materialverträglich hohe Vorspannkräfte für die piezoelektrischen Vielschichtak toren 10 bereitzustellen. Gleichzeitig weist der Federdraht 40 neben den hohen Vorspannkräften eine rohrfedertypisch geringe Federkonstante auf. Die Länge eines typischen Federdrahts 40 oder eines endlos ausgebildeten Federdrahts 40 beträgt ca. 240 mm. Für jeden piezoelektrischen Vielschichtaktor 10 ist eine Druckvorspannkraft von ca. 1.200 N erforderlich, hier also insgesamt 2.400 N, da eine Antriebseinheit zwei piezoelektrische Vielschichtaktoren 10 umfasst. Da zwei Abschnitte des Federdrahts 40 zur Druckvorspannkraft je Paar piezoelektrischer Vielschichtaktoren 10 beitragen, beträgt die Zugkraft F entlang des Federelements nur 1.200 N. Die Materialspannung σ im Ruhezustand des Federdrahts 40 soll ca. 1.000 N/mm² nicht überschreiten. Daher gilt für den Querschnittsflächeninhalt A des Federdrahts 40 folgende Gleichung
Es ergibt sich somit ein Querschnittsflächeninhalt A des Federdrahts 40 von 1,2 mm². Die Federrate c_F des Federdrahts 40 berechnet sich aufgrund der Parallelschaltung zweier Abschnitte des Federdrahts 40 auf Grundlage des eingesetzten Elastizitätsmoduls E von 200·10⁹ N/m² und einer Länge 1 des Federdrahts 40 von 120 mm gemäß folgender Gleichung
Die obige Gleichung liefert somit eine Federrate c_F für das Aktorpaar von 4 N/μm und für den einzelnen piezoelektrischen Vielschichtaktor 10 eine Federrate c_F von 2 N/μm. Die Federrate c_F pro piezoelektrischem Vielschichtaktor 10 liegt damit deutlich unterhalb eines typischen Werts von 3,3 N/μm für herkömmliche Hohl- bzw. Rohrfedern bei gleichzeitig deutlich gesteigerter Tragfähigkeit des Vorspannelements 40. Der Federdraht 40 liefert daher eine optimalere und betriebssichere Vorspannung der piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 des Ringmotors 1 im Vergleich zum Stand der Technik. Zudem sind ebenfalls im Vergleich zum Stand der Technik die Ringmotoren 1 mit den Federdrähten 40 als Vorspannelement großtechnisch mit geringerem Aufwand herstellbar.
Gemäß einer weiteren Alternative der vorliegenden Erfindung werden anstelle der Umlenkrollen 22, 52, 56 kraftumlenkende Verrundungen am Antriebsring 20 und am Querträger 50 eingesetzt. Für diese kraftumlenkenden Verrundungen (nicht dargestellt) ist erforderlich, dass beispielsweise mittels Schmierung oder anderer geeigneter Maßnahmen die Kraft- und Gleitreibung zwischen Antriebsring 20 und Federdraht 40 und zwischen Querträger 50 und Federdraht 40 im Betriebsfall des Ringmotors 1 auf ein unschädliches Maß reduziert wird. Neben der Anwendung von Schmiermitteln werden zu diesem Zweck beispielsweise die Gleitflächen der umlenkenden Verrundungen sehr glatt ausgebildet und gegebenenfalls geeignet beschichtet.
Wie in 3 zu erkennen ist, werden zur Kraftumlenkung am Antriebsring 20 die Umlenkrollen 22 durch zwei Federdrähte 40 gemeinsam genutzt. Um an diesen Stellen einen optimaleren Betrieb des Ringmotors 1 zu gewährleisten, wird bevorzugt eine Mehrzahl von Umlenkrollen 22 pro Umlenkrollenachse in Abhängigkeit von der Anzahl der zu führenden Federdrähte 40 installiert. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die um die Umlenkpunkte 60 laufenden Federdrähte 40 völlig unabhängig voneinander arbeiten.
Wie bereits oben kurz erwähnt worden ist, zeigt 4 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 4 sind die bereits aus der Beschreibung der 3 bekannten Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, so dass zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung verwiesen wird. Man sollte erkennen, dass in 4 zur Verdeutlichung des Prinzips dieser Ausführungsform die horizontal wirkenden piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 weggelassen worden sind und lediglich die vertikal wirkenden piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 und der Antriebsring 20 gezeigt sind. Auf der konstruktiven Basis der paarweise ausgeführten Umlenkrollen 22 an jeder Ecke des Antriebsrings 20 wird der Federdraht 40 im Vergleich zur Ausführungsform der 3 einmal zusätzlich um die Außenkontur des Antriebsrings 20 geführt. Dadurch wird die wirksame Federlänge des Federdrahts 40 deutlich gesteigert und die Federeigenschaften des Federdrahts 40 sind optimaler an die Erfordernisse des Ringmotors 1 anpassbar. In gleicher Weise, wie es für die senkrecht wirkenden piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 und den entsprechenden Federdraht 40 gezeigt ist, ist diese Anordnung auch auf die übrigen an dem Antriebsring 20 angreifenden piezoelektrischen Vielschichtaktoren 10 anwendbar.
Weitere Alternativen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Vervielfältigung unabhängiger Umlenkrollen 22, 52, 56 und dem mehrfachen Umschlingen des Antriebsrings 20 und/oder des Querträgers 50 mit Federdraht 40. Eine natürliche Grenze für dieses Vorgehen ist durch die Dicke des Antriebsrings 20 gesetzt, da sich verteilt auf die Dicke von Antriebsring 20 und Querträger 50 nur eine begrenzte Anzahl von Umlenkrollen sinnvoll unterbringen lässt.

Claims

Elektromechanischer Motor (1), insbesondere ein piezoelektrischer Ringmotor, der die folgenden Merkmale aufweist: a. zwei Gruppen von jeweils mindestens zwei elektromechanischen Antriebselementen (10) mit einer Wirkrichtung (12), b. mindestens einen Antriebsring (20), der durch eine Längenänderung der elektromechanischen Antriebselemente (10) zu einer Verschiebebewegung anregbar ist, so dass eine Welle (30) durch die Verschiebebewegung des Antriebsrings (10) drehbar ist, und c. mindestens ein Vorspannelement (40), das sich parallel zur Wirkrichtung (12) eines der elektromechanischen Antriebselemente (10) sowie über das elektromechanische Antriebselement (10) hinaus und zumindest teilweise entlang mindestens einer Seitenfläche (24) des Antriebsrings (20) erstreckt, so dass das elektromechanische Antriebselement (10) gegen den Antriebsring (20) mechanisch vorspannbar ist.
Elektromechanischer Motor (1) gemäß Anspruch 1, dessen elektromechanisches Antriebselement (10) ein piezoelektrischer Vielschichtaktor ist.
Elektromechanischer Motor (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Vorspannelement (40) ein Federdraht ist.
Elektromechanischer Motor (1) gemäß Anspruch 3, dessen Federdraht (40) einen Querträger (50) und den Antriebsring (20) zumindest teilweise umlaufend angeordnet ist, so dass das elektromechanische Antriebselement (10) zwi schen Antriebsring (20) und Querträger (50) mechanisch vorspannbar ist.
Elektromechanischer Motor (1) gemäß Anspruch 4, dessen Federdraht (40) in einer Ebene senkrecht zu einer Drehachse der Welle (30) den Antriebsring (20) und/oder den Querträger (50) zumindest teilweise umlaufend angeordnet ist.
Elektromechanischer Motor (1) gemäß Anspruch 4, dessen Federdraht (40) über Umlenkpunkte (60) geführt ist, die als starre Führung und/oder Rolle (22, 52, 56) realisiert sind.
Elektromechanischer Motor (1) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dessen Federdraht (40) an Antriebsring (20) und/oder Querträger (50) befestigt ist oder dessen Federdraht (40) endlos umlaufend ausgebildet ist.