DE4233933A1 - Ultrasonic motor of travelling wave type - has piezoelectric transducer of cylindrical platelets, adhered to stator surface - Google Patents
Ultrasonic motor of travelling wave type - has piezoelectric transducer of cylindrical platelets, adhered to stator surfaceInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschall-Umlaufmotor mit piezoelektrischen Transducern, insbesondere einen ringförmigen piezoelek trischen Motor mit Transducerabschnitten von diskusförmiger Gestalt.The present invention relates to an ultrasonic motor with piezoelectric transducers, in particular a ring-shaped piezoelectric tric motor with transducer sections of disc-shaped shape.
Beim Stand der Technik sind verschiedene Ausführungsarten von solchen Motoren bekannt, die aus einem ringförmigen oder zylindrischen Stator gebildet sind, der an einem ringförmigen piezoelektrischen Transducer angekoppelt ist. Der Rotor, der sich auf die Oberfläche des Stators stützt, wird durch die elliptischen Bewegungen, die auf der Oberfläche des Stators erzeugt werden, mitgeführt.In the prior art, there are various types of such Motors known from an annular or cylindrical stator are formed on an annular piezoelectric transducer is coupled. The rotor, which rests on the surface of the stator, is caused by the elliptical movements on the surface of the stator generated, carried.
Der piezoelektrische Transducer besteht aus einem Keramikring, der über eine Vielzahl von einander in gegensätzlichem Sinne abwechselnd polari sierten Abschnitten verfügt. Eine auf die untere Oberfläche des kerami schen Ringes aufgesetzte Elektrode gestattet es, eine Wechselspannung anzulegen, die im Bereich jedes Abschnitts eine Deformation erzeugt, deren Größe im wesentlichen proportional zur angewandten Spannung ist. Die Masse wird durch den metallischen Stator gebildet. Diese erste Ab folge von polarisierten Abschnitten gestattet es, eine stehende Welle zu erzeugen. Eine zweite Abfolge von polarisierten Abschnitten, deren Phasen verschoben sind, erzeugen eine zweite stehende Welle. Die Überlagerung dieser beiden erzwungenen Schwingungen erzeugt eine vorwärts schreiten de Welle, die die Bewegungen der Oberfläche erzeugt, die mit Hilfe einer Zwischenschicht zur Mitführung des Rotors führen.The piezoelectric transducer consists of a ceramic ring that over a multitude of mutually oppositely alternating polari sections. One on the lower surface of the kerami The electrode placed on the ring allows an alternating voltage to create a deformation in the area of each section, whose size is essentially proportional to the applied voltage. The mass is formed by the metallic stator. This first Ab sequence of polarized sections allows a standing wave to be produce. A second sequence of polarized sections, their phases are displaced, generate a second standing wave. The overlay These two forced vibrations produce a stride forward de wave that generates the movements of the surface using a Guide the intermediate layer to carry the rotor.
Die Ringe aus Keramikmaterial sind zerbrechlich und erfordern bei der Herstellung der ringförmigen Transducer und beim Zusammenbau des Stators ein technisches Wissen, das sich in erhöhten Fabrikationskosten niederschlägt. Ihre Handhabung zum Zeitpunkt der Polarisation führt zu einem nicht zu vernachlässigenden Ausschuß. Darüber hinaus wird es für Motoren kleiner Größe schwierig, die Polarisation der Abschnitte zu erzeugen. Diese Polarisation wird dadurch erzeugt, daß die verschiedenen Abschnitte bei einer solchen Temperatur einer hohen Spannung unter worfen werden, die höher als die Umgebungstemperatur ist. Wenn der Durchmesser des Keramikringes gering ist, ist es notwendig, die Erzeugung der spezifischen Polarisation mit großer Genauigkeit durchzuführen.The ceramic rings are fragile and require the Manufacture of the ring-shaped transducers and when assembling the Stators a technical knowledge that translates into increased manufacturing costs precipitates. Your handling at the time of polarization leads to a non-negligible committee. In addition, it will be used for Small size motors difficult to polarize the sections produce. This polarization is generated by the different Sections at such a temperature under a high voltage that are higher than the ambient temperature. If the Diameter of the ceramic ring is small, it is necessary to generate the specific polarization with great accuracy.
Es ist im Stand der Technik vorgeschlagen worden, den piezoelektrischen Transducer in Gestalt von unabhängigen Resonatoren auszugestalten, deren Gestalt einem ringförmigen Abschnitt eines Ringes entspricht. Eine solche Ausführungsart ist in der US 47 36 129 beschrieben.It has been proposed in the prior art, the piezoelectric To design transducers in the form of independent resonators, whose shape corresponds to an annular section of a ring. A such embodiment is described in US 47 36 129.
Diese Ausführungsart gestattet es, die Polarisationsprobleme eines Trans ducers mit kleinem Durchmesser anzugehen. Die Herstellung von solchen Resonatoren bleibt jedoch schwierig und ihr Zusammenbau ist relativ kom plex.This embodiment allows the polarization problems of a trans tackle small diameter ducers. The manufacture of such However, resonators remain difficult and their assembly is relatively easy plex.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ausführungsart eines Ultraschallmotors vorzuschlagen, die es gestattet, die Fabrikationskosten und die Montagekosten des Trans ducers stark zu senken und die Wirkungsweise des Ultraschallmotors zu verbessern, bei dem ein solcher Transducer verwendet wird.Based on this prior art, the object of the invention to propose an embodiment of an ultrasonic motor, the it allows the manufacturing and assembly costs of the Trans ducers greatly reduce and the mode of operation of the ultrasonic motor too improve using such a transducer.
Die Erfindung weist insbesondere das Mittel auf, daß der piezoelektrische Transducer aus kleinen Plättchen zylindrischer Form hergestellt ist, die auf die Oberfläche des Stators geklebt sind, wobei die besagten Plättchen rechtwinklig zur Oberfläche des besagten Stators polarisiert sind. Unter zylindrisch muß jede Form verstanden werden, die durch die Verschiebung einer Erzeugenden entlang einer geschlossenen Kurve hergestellt wird. Vorzugsweise sind die Plättchen Scheiben.The invention has in particular the means that the piezoelectric Transducer is made of small platelets of cylindrical shape that on the surface of the stator are glued, said plates are polarized perpendicular to the surface of said stator. Under Cylindrical must be understood to be any shape caused by the displacement a generator along a closed curve. The platelets are preferably disks.
Solche Plättchen sind besonders einfach herzustellen und zu polarisieren, und dies sowohl in kleinen als auch in großen Größen.Such platelets are particularly easy to manufacture and polarize, in both small and large sizes.
Der Zusammenbau ist ebenfalls viel einfacher geworden, dadurch, daß die Plättchen identisch und axial symmetrisch aufgebaut sind. The assembly has also become much easier because the Platelets are identical and axially symmetrical.
Die ursprüngliche Polarisation der Plättchen wird in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung durchgeführt. Die Ankopplung der Plättchen an die metallische Struktur wird durch das Mittel einer Klebeverbindung bewirkt und ist von dem piezoelektrischen Koeffizienten d31 abhängig. Somit werden nacheinander die Kontraktionen und die Dilatationen der aufeinanderfolgend auf dem Stator aufgeklebten Plättchen in radialer Richtung ausgenutzt. Die Isotropie der Plättchen wird beim Stator durch die Erregung von umkreisförmigen Vibrationsmoden einerseits und von parasitären radialen Moden andererseits umgesetzt. Die Geometrie des Stators ist dergestalt, daß die Resonanzfrequenzen in radialer Richtung und die in umfänglicher Richtung klar zu unterscheiden sind. Daher verschlech tert die Abwesenheit einer Koppelung zwischen zwei nebeneinander angeordneten Plättchen nicht die Qualität der Erregung, selbst wenn die besagten nebeneinander liegenden Plättchen in einem Abstand vonein ander auseinander liegen, um ihre Positionierung bei der Herstellung zu vereinfachen. Vorteilhafterweise sind zwei nebeneinander angeordnete Scheiden durch einen Abstand zwischen 0,7·D und 0,9·D getrennt, wobei mit D der Durchmesser der Plättchen 4 bis 19 bezeichnet wird, wobei der Durchmesser der Plättchen 4 bis 19 zwischen dem 0,7- und dem 0,9fachen des Viertels der Wellenlänge der Einheit liegt, die durch den Stator und den ihm zugeordneten Elementen, insbesondere den piezoelektrischen Plättchen, erzeugt wird.The platelets are initially polarized in the off-plane direction. The coupling of the platelets to the metallic structure is effected by means of an adhesive connection and is dependent on the piezoelectric coefficient d31. Thus, the contractions and the dilations of the platelets successively glued to the stator in the radial direction are used one after the other. The isotropy of the platelets is implemented in the stator by the excitation of circular vibration modes on the one hand and by parasitic radial modes on the other. The geometry of the stator is such that the resonance frequencies in the radial direction and those in the circumferential direction can be clearly distinguished. Therefore, the absence of coupling between two juxtaposed platelets does not degrade the quality of the excitation even when said juxtaposed platelets are spaced apart to facilitate their positioning during manufacture. Advantageously, two sheaths arranged next to each other are separated by a distance between 0.7 × D and 0.9 × D, where D denotes the diameter of the platelets 4 to 19 , the diameter of the platelets 4 to 19 between the 0.7- and 0.9 times the quarter of the wavelength of the unit, which is generated by the stator and its associated elements, in particular the piezoelectric plates.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel sind die piezoelektrischen Plättchen nebeneinander und mit jeweils inversen Polaritäten auf der unteren Oberfläche des Stators aufgeklebt. Die Plättchen sind in zwei Ab folgen angeordnet, die jeweils durch außerhalb der Phase in einem Phasen abstand von einer Viertel Wellenlänge liegende Signale beaufschlagt werden. Der Winkelabstand zwischen zwei aufeinander folgenden Plättchen liegt bei einer halben Wellenlänge.According to a first embodiment, the piezoelectric Platelets next to each other and with inverse polarities on the glued to the bottom surface of the stator. The tiles are in two ab follow arranged, each by out of phase in one phase signals at a distance of a quarter wavelength will. The angular distance between two successive tiles is half a wavelength.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, das insbesondere bei Statoren kleinen Durchmessers benutzt wird (die gemäß einer kleinen Vibrations mode des Ranges n angeregt werden), sind die piezoelektrische Plättchen auf der unteren Oberfläche des Stators in einer Weise aufgeklebt, daß zwei nebeneinander liegende Plättchen einer ersten Polarität an zwei nebenein ander liegenden Plättchen einer zweiten Polarität und entsprechend fortlaufend angeordnet sind. Der Winkelabstand zwischen zwei aufeinander folgenden Plättchen liegt bei einem Viertel der Wellenlänge.According to a second embodiment, particularly in stators small diameter is used (which according to a small vibration mode of rank n) are the piezoelectric plates glued to the bottom surface of the stator in a way that two side-by-side plates of a first polarity on two side by side other platelets of a second polarity and accordingly are arranged continuously. The angular distance between two on each other following plate is a quarter of the wavelength.
Dieses Ausführungsbeispiel gestattet es, die aktive Oberfläche des Trans ducers zu erhöhen und die globale axiale Symmetrie des Stators aufrecht zuerhalten.This embodiment allows the active surface of the Trans ducers increase and maintain the global axial symmetry of the stator to obtain.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Herstellungsverfahren für einen Ultraschallmotor. Das Verfahren besteht insbesondere daraus, auf der unteren Oberfläche des Stators eine Maske aufzubringen, die Ausschnitte aufweist, deren Ausmaße im wesentlichen den Ausmaßen der piezoelek trischen Plättchen entsprechen. Diese Maske ist mit einer nicht-haftenden Beschichtung versehen. Diese gestattet die genaue Anordnung der Plätt chen und ihrer Klebung auf der unteren Oberfläche des Stators. Nach dem Kleben der Plättchen wird die Maske entfernt.The invention also relates to a production method for a Ultrasonic motor. The procedure consists in particular on the Apply a mask to the bottom surface of the stator, the cutouts has, the dimensions of which essentially correspond to the dimensions of the piezoelectric trical platelets. This mask comes with a non-stick Provide coating. This allows the exact arrangement of the plates Chen and their gluing on the lower surface of the stator. After this The mask is removed by sticking the plates.
Die Erfindung wird nun beispielhaft und erläuternd an Hand der beigefüg ten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described by way of example and explanation with reference to the accompanying described drawings. Show it:
Fig. 1 eine Explosionsansicht des Motors, Fig. 1 is an exploded view of the engine,
Fig. 2 eine Schnittansicht des Motors, Fig. 2 is a sectional view of the engine,
Fig. 3 eine Vorderansicht des Stators, Fig. 3 is a front view of the stator,
Fig. 4 eine Unteransicht des Stators gemäß einem zweiten Ausführungsbei spiel, und Fig. 4 is a bottom view of the stator according to a second game Ausführungsbei, and
Fig. 5 eine Maske zum Zusammenbau des Stators. Fig. 5 is a mask for assembling the stator.
Der im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebene Ultraschallmotor besteht aus einem Stator 1 und einem koaxialen Rotor 2.The ultrasonic motor described in connection with FIG. 1 consists of a stator 1 and a coaxial rotor 2 .
Der Stator 1 besteht aus einem metallischen Teil in Ringform, welche eine gezahnte Krone 3 aufweist.The stator 1 consists of a metallic part in the form of a ring, which has a toothed crown 3 .
Auf der unteren Oberfläche des Stators 1 sind piezoelektrische Plättchen 4 bis 19 aufgeklebt, wobei die sich dabei ergebende Geometrie aus der folgenden Beschreibung hervorgehen wird. Diese piezoelektrische Plätt chen 4 bis 19 mit einer zylindrischen Form sind mit einem Klebstoff des Typs Zyanolith aufgeklebt und bilden mit dem Stator 1 einen Resonanz körper. Die Erregung dieses Resonanzkörpers wird durch die Ausnützung des inversen piezoelektrischen Effekts bewirkt. Die Anwendung einer elektrischen Spannung auf die metallischen Flächen 16 bis 27 der piezo elektrischen Plättchen 4 bis 19 erzeugt eine mechanische Deformation. Die Verbindung des inversen piezoelektrischen Effekts und der Eigenschaften der mechanischen Resonanz der durch den Stator 1 einerseits und den piezoelektrischen Plättchen 4 bis 19 anderseits gebildeten Gesamtstruktur gestattet es, mechanische Vibrationen zu erzeugen, die ursächlich die Bewegung des Rotors 2 bewirken.Piezoelectric plates 4 to 19 are glued to the lower surface of the stator 1 , the resulting geometry being apparent from the following description. These piezoelectric plates 4 to 19 with a cylindrical shape are glued with an adhesive of the cyanolite type and form a resonance body with the stator 1 . This resonance body is excited by utilizing the inverse piezoelectric effect. The application of an electrical voltage to the metallic surfaces 16 to 27 of the piezoelectric plates 4 to 19 creates a mechanical deformation. The combination of the inverse piezoelectric effect and the properties of the mechanical resonance of the overall structure formed by the stator 1 on the one hand and the piezoelectric plates 4 to 19 on the other hand allows mechanical vibrations to be generated which cause the rotor 2 to move.
Die piezoelektrischen Plättchen 4 bis 19 bestehen aus einem piezoelek trischen Material wie Bariumtitanat (BaTiO3).The piezoelectric plates 4 to 19 consist of a piezoelectric material such as barium titanate (BaTiO 3 ).
Der Rotor 2 wird durch das Mittel eines nicht-haftenden Materials 28 angetrieben, wie z. B. Naturgummi, ein thermoplastisches Material wie Sty ren-Harz, ein acrylisches Harz wie Polyäthylen oder ein Epoxy-Harz, ein ungesättigter Polyester oder ein Kopolymer-Harz wie Acrylonitril-Styren- Harz, welches mit einem Additiv versehen ist, wie z. B. Kohlenstoffpulver, Silizium oder Talkum.The rotor 2 is driven by the means of a non-stick material 28 , such as. B. natural rubber, a thermoplastic material such as Sty ren resin, an acrylic resin such as polyethylene or an epoxy resin, an unsaturated polyester or a copolymer resin such as acrylonitrile-styrene resin, which is provided with an additive, such as. B. carbon powder, silicon or talc.
Der Rotor 2 besteht aus einem verformbaren Teil in Konusform, welches eine Federfunktion aufweist, um den Andruck des Rotors 2 auf den Stator 1 mit der nötigen Kraft zu gewährleisten. The rotor 2 consists of a deformable part in the shape of a cone, which has a spring function in order to ensure the pressure of the rotor 2 on the stator 1 with the necessary force.
Die Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der piezoelektrischen Plättchen. Die Plättchen sind in der Weise aufgeklebt, um alternierende Polaritäten aufzuzeigen. Fig. 3 shows a first embodiment of the piezoelectric plate. The plates are glued on in such a way as to show alternating polarities.
Gemäß dieses Ausführungsbeispiels entspricht die Zahl P der Plättchen:According to this exemplary embodiment, the number P of the platelets corresponds to:
P=2(n-1),P = 2 (n-1),
wobei n den Vibrationsmodus bezeichnet.where n denotes the vibration mode.
Die unten dargestellte Tabelle zeigt, im Winkelmaß, die Winkelposition Pi der Plättchen von einer Referenzachse in Abhängigkeit vom Rang n des gewählten Vibrationsmodus.The table below shows, in angular measure, the angular position P i of the platelets from a reference axis depending on the rank n of the selected vibration mode.
Der Winkelabstand zwischen zwei aufeinander folgenden Plättchen und damit von gegenüber liegender Polaritäten entspricht einer halben Wellen länge. Unter dem Begriff der halben Wellenlänge versteht man jenen Ab stand, der zwei aufeinander folgende Vibrationsknoten des Stators vonein ander getrennt.The angular distance between two successive tiles and thus of opposite polarities corresponds to half a wave length. The term half wavelength means that Ab stood, the two consecutive vibration nodes of the stator other separated.
Die Plättchen sind in zwei Abfolgen, jeweils mit 4 bis 11 und 12 bis 19 bezeichnet, verteilt. Zwischen diesen beiden Abfolgen von Plättchen befindet sich ein erster toter Bereich 20 mit einer Winkelöffnung, die drei Viertel der Wellenlänge entspricht, und ein zweiter toter Bereich 21 mit einer Winkelöffnung von einer Viertel Wellenlänge. Unter einem toten Bereich versteht man den Oberflächenbereich des Stators 1, auf dem keine erregende Kraft piezoelektrischen Ursprungs angewandt werden kann. The tiles are divided into two sequences, each labeled 4 to 11 and 12 to 19 . Between these two sequences of platelets there is a first dead area 20 with an angular opening that corresponds to three quarters of the wavelength, and a second dead area 21 with an angular opening of one quarter wavelength. A dead area is understood to mean the surface area of the stator 1 on which no exciting force of piezoelectric origin can be applied.
Die erste Abfolge von Plättchen 4 bis 11 wird durch eine leitende Elektrode 22 erregt, die es gestattet, auf jeder der Plättchen 4 bis 11 ein elektrisches Feld wirken zu lassen. Der Stator 1 bildet die Masse und damit die andere Elektrode.The first sequence of plates 4 to 11 is excited by a conductive electrode 22 which allows an electric field to be exerted on each of the plates 4 to 11 . The stator 1 forms the mass and thus the other electrode.
Eine sinusförmige Spannung des Typs U · sin(t) wird auf diese Elektrode angewandt.A sinusoidal voltage of the type U · sin (t) is applied to this electrode applied.
Die zweite Abfolge von piezoelektrischen Plättchen 12 bis 19 wird durch eine zweite metallische Elektrode 23 erregt, die durch eine Spannung U · cos(t) angeregt wird und die zu der ersten um eine Viertel Wellenlänge außer Phase ist. Die sinusförmigen Spannungen, die jede Elektrode 22, 23 beaufschlagen, bewirken Vibrationen in der Tiefe (d. h. entsprechend einer Achse, die senkrecht auf der aktiven Oberfläche steht) von jedem der Keramikteile 4 bis 19 durch Vibrationsresonanzen in den zu erzeugenden Eigenphasen zur Biegung des Stators 1 und um zwei stehende Wellen zu erzeugen, deren Resultierende zu einer fortschreitenden Welle führt, die sich in Oberflächenbewegungen übersetzt, die geeignet sind, den Stator 1 zu bewegen.The second sequence of piezoelectric plates 12 to 19 is excited by a second metallic electrode 23 which is excited by a voltage U · cos (t) and which is out of phase with the first by a quarter wavelength. The sinusoidal voltages that act on each electrode 22 , 23 cause vibrations in the depth (ie, corresponding to an axis that is perpendicular to the active surface) of each of the ceramic parts 4 to 19 by vibration resonances in the natural phases to be generated for the bending of the stator 1 and to produce two standing waves, the resultant of which leads to a progressive wave which translates into surface movements which are suitable for moving the stator 1 .
Die Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel von piezoelektrischen Plättchen. FIG. 4 shows a second embodiment of the piezoelectric plate.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Plättchen in einer solchen Weise angeordnet, um aufeinanderfolgend zwei polarisierte Elemente in einem ersten Sinne und dann zwei in entgegengesetztem Sinne polarisierte Elemente zu erzeugen. Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht die Anzahl P der Plättchen:In the second embodiment, the platelets are in one Arranged in order to consecutively two polarized elements in a first sense and then two polarized in opposite senses Generating elements. Corresponds to this second embodiment the number P of tiles:
P=4n,P = 4n,
wobei n den Rang des Vibrationsmodus bezeichnet.where n denotes the rank of the vibration mode.
Entgegen der Anordnungsart nach Fig. 3, wo jede Elektrodenabfolge durch eine Elektrode 22, 23 angeregt wird, die im wesentlichen einen Halbkreis überdeckt, sind die piezoelektrischen Plättchen beim zweiten Ausführungs beispiel einzeln angeregt. Jedes der Plättchen trägt auf der dem Stator 1 gegenüber liegenden Oberfläche ein leitendes Plättchen, das mit einer sinusförmigen Spannung beaufschlagt wird.Contrary to the type of arrangement according to FIG. 3, where each electrode sequence is excited by an electrode 22, 23 which essentially covers a semicircle, the piezoelectric plates in the second embodiment are individually excited, for example. Each of the platelets carries a conductive platelet on the surface opposite the stator 1 , to which a sinusoidal voltage is applied.
Die Anordnung der Plättchen auf der Oberfläche des Stators 1 entspricht einer Abfolge, bei denen:The arrangement of the plates on the surface of the stator 1 corresponds to a sequence in which:
- - das erste Plättchen der Abfolge ist in einer ersten Richtung polari siert und ist mit einer Spannung des Typs U·sin(ωt) beaufschlagt.- The first tile in the sequence is polar in a first direction siert and is applied with a voltage of the type U · sin (ωt).
- - das zweite Plättchen der Abfolge ist in derselben ersten Richtung polarisiert und ist mit einer Spannung des Typs U·cos(ωt) beaufschlagt.- The second tile in the sequence is in the same first direction polarized and is applied with a voltage of the type U · cos (ωt).
- - das dritte Plättchen der Abfolge ist in der zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung polarisiert und ist mit einer Span nung des Typ U·sin(ωt) beaufschlagt.- The third tile in the sequence is in the second, the first Polarized direction opposite direction and is with a span of the type U · sin (ωt).
- - das vierte Plättchen der Abfolge ist in der zweiten Richtung polari siert und ist mit einer Spannung des Typ U·cos(ωt) beaufschlagt.- The fourth tile in the sequence is polar in the second direction and is supplied with a voltage of the type U · cos (ωt).
Dieses Anordnungsmotiv wiederholt sich n-mal, wobei n den Vibrations modus bezeichnet. Zwei aufeinanderfolgende Plättchen sind somit im Winkelabstand von einer Viertel Wellenlänge angeordnet.This arrangement motif is repeated n times, where n is the vibration designated mode. Two successive tiles are thus in the Angular spacing of a quarter wavelength arranged.
Wie oben beschrieben erzeugt man zwei stehende Vibrationswellen, deren Überlagerung eine fortschreitende Welle erzeugt, die Oberflächenbewe gungen erzeugt, die den Stator 1 mitziehen und bewegen. Dieses zweite Ausführungsbeispiel der Anordnung der Plättchen hat den Vorteil einer größeren Symmetrie, was es gestattet, den Anteil der parasitären Harmo nischen zu verringern.As described above, two standing vibration waves are generated, the superimposition of which generates a progressive wave that generates surface movements that pull and move the stator 1 . This second embodiment of the arrangement of the platelets has the advantage of greater symmetry, which makes it possible to reduce the proportion of parasitic harmonics.
Der Zusammenbau wird durch die Benutzung einer Maske 69 vereinfacht, wie sie in der Fig. 5 dargestellt ist. Diese Maske verfügt über Ausschnitte 50 bis 66, die es gestatten, die Plättchen exakt auf der Oberfläche des Rotors zu positionieren. Diese Maske 69 ist aus einem Blatt eines steifen Materials hergestellt, welches mit einer nicht-haftenden Beschichtung wie Teflon versehen ist. Sie ist während des Klebens der Plättchen auf der Oberfläche des Rotors angeordnet. Nach dem Trocknen des Klebstoffs wird die Maske entfernt. Die Fertigung wird vorteilhafterweise in einem Träger 67 realisiert, der einen Hohlraum 68 aufweist, dessen Durchmesser dem äußeren Durchmesser des Stators 1 entspricht. Ein komplementäres ringförmiges Teil gestattet es, während der Klebung einen Druck auf die piezoelektrischen Plättchen auszuüben. Dieses ringförmige Teil gestattet es ebenfalls, eine abdichtende Klebeverbindung auszugestalten, welche den Raum ausfüllt, der sich zwischen zwei benachbarten Plättchen befindet. Der Fachmann kann natürlich eine Vielzahl von Abwandlungen des vorgenannten Ausführungsbeispiels realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Assembly is simplified by using a mask 69 , as shown in FIG. 5. This mask has cutouts 50 to 66 , which allow the plates to be positioned exactly on the surface of the rotor. This mask 69 is made from a sheet of rigid material which is provided with a non-stick coating such as Teflon. It is arranged on the surface of the rotor during the gluing of the platelets. After the adhesive has dried, the mask is removed. The manufacture is advantageously implemented in a carrier 67 which has a cavity 68 , the diameter of which corresponds to the outer diameter of the stator 1 . A complementary ring-shaped part allows pressure to be exerted on the piezoelectric plates during bonding. This ring-shaped part also makes it possible to design a sealing adhesive connection which fills the space which is located between two adjacent plates. A person skilled in the art can of course implement a large number of modifications of the aforementioned exemplary embodiment without departing from the scope of the invention.
Claims (7)
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008024071A1 (en) * | 2008-05-17 | 2009-12-17 | Festo Ag & Co. Kg | Piezoelectric flexural transducer manufacturing method, involves forming and positioning multiple receiving and positioning through holes such that material bar of mask body extends in areas of dividing slot |
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| US9265905B2 (en) | 2010-06-24 | 2016-02-23 | Ashkal Developments Limited | Stopper device |
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2638856B2 (en) * | 1987-11-11 | 1997-08-06 | 松下電器産業株式会社 | Ultrasonic motor |
| EP0383309B1 (en) * | 1989-02-14 | 1997-06-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
-
1991
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-
1992
- 1992-10-10 DE DE19924233933 patent/DE4233933A1/en not_active Withdrawn
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8778248B2 (en) | 2002-08-14 | 2014-07-15 | Muhammed Aslam Nasir | Method of manufacturing an airway device |
| US10040231B2 (en) | 2002-08-14 | 2018-08-07 | Muhammed Aslam Nasir | Airway device |
| US9475223B2 (en) | 2002-08-14 | 2016-10-25 | Muhammed Aslam Nasir | Method of manufacturing an airway device |
| US8215307B2 (en) | 2002-08-14 | 2012-07-10 | Intersurgical Uab | Airway device |
| US9266268B2 (en) | 2002-08-14 | 2016-02-23 | Muhammed Aslam Nasir | Method of manufacturing an airway device |
| US8485188B2 (en) | 2003-08-14 | 2013-07-16 | Muhammed Aslam Nasir | Airway device |
| US7806119B2 (en) | 2003-08-14 | 2010-10-05 | Intersurgical Uab | Airway device |
| DE102008024071A1 (en) * | 2008-05-17 | 2009-12-17 | Festo Ag & Co. Kg | Piezoelectric flexural transducer manufacturing method, involves forming and positioning multiple receiving and positioning through holes such that material bar of mask body extends in areas of dividing slot |
| DE102008024071B4 (en) * | 2008-05-17 | 2010-04-22 | Festo Ag & Co. Kg | Process for the production of piezoelectric transducers as well as piezoelectric components for carrying out the process |
| US9265905B2 (en) | 2010-06-24 | 2016-02-23 | Ashkal Developments Limited | Stopper device |
| USD665254S1 (en) | 2011-06-08 | 2012-08-14 | Intersurgical Ag | Airway device packaging |
| USD688787S1 (en) | 2011-06-08 | 2013-08-27 | Intersurgical Ag | Airway device cap and strap holder |
| USD712244S1 (en) | 2011-09-23 | 2014-09-02 | Intersurgical Ag | Medical device package |
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| US9937311B2 (en) | 2012-01-27 | 2018-04-10 | Ashkal Developments Limited | Stopper device |
| USD761952S1 (en) | 2012-07-27 | 2016-07-19 | Docsinnovent Limited | Airway device |
| USD842456S1 (en) | 2015-12-15 | 2019-03-05 | Intersurgical Ag | Airway device |
| USD877888S1 (en) | 2015-12-15 | 2020-03-10 | Intersurgical Ag | Airway device |
| US11701484B2 (en) | 2017-12-13 | 2023-07-18 | Ashkal Developments Limited | Airway device |
| USD1025348S1 (en) | 2020-04-16 | 2024-04-30 | Intersurgical Ag | Airway device |
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