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Piezoaktorvorspannvorrichtung


Kurzfassung

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Piezoaktors, bei dem der Aktorkörper mittels eines Spannmittels mit einer Vorspannung belastet wird und somit einer unerwünschten Zugkraft entgegenwirkt. Als Spannmittel wird eine Mehrzahl von Windungen eines flexiblen Zugmittels als elastisch vorgespannte Wicklung an dem Aktorkörper angebracht.


Hintergrund

Ein Piezoaktor besteht aus mehreren, zu einem stapelförmigen Aktorkörper angeordneten Piezoelementen, die aus einer Piezokeramikschicht aufgebaut sind. Prinzipiell sollten keramische Aktorkörper keinen oder nur geringen Zugkräften ausgesetzt werden. Die gängigste Maßnahme zur Erhöhung der Zugbelastbarkeit ist die Ausstattung eines Piezoaktors mit einer mechanischen Vorspannung. Die hierfür verwendeten Stützrahmenkonstruktionen erfordern jedoch einen zusätzlichen Platzbedarf und erhöhen den Herstellungsaufwand.


Bilder & Videos


Lösung

Erfindungsgemäß wird der Aktorkörper mittels eines Spannmittels mit einer Vorspannung belastet, die seiner Dehnung im Betrieb entgegenwirkt. Als Spannmittel wird eine Mehrzahl von Windungen eines flexiblen Zugmittels als eine elastisch vorgespannte Wicklung an dem Aktorkörper angebracht. Hierdurch wird die Vorspannung in einfacher Weise und entsprechend dem vorgesehenen Einsatzzweck einstellbar beim Wickelvorgang in das Zugmittel eingebracht und so auf den Aktorkörper übertragen.

Die erforderliche Vorspannkraft wird beispielsweise mittels eines als Drahtbremse wirkenden Elektromotors eingebracht. Der Motor ist mit einem abschnittsweise von dem Zugmittel umschlungenen Rad verbunden und überträgt aufgrund eines Steuersignals eines die Zugmittelspannung erfassenden Sensors eine der Wickelrichtung des Drahts entgegenwirkende, regelbare Vorspannkraft auf das Zugmittel.

Aufgrund der Vorspannkraft können auf den Aktorkörper wirkende Zugkräfte vermieden werden. Vorteilhafterweise kann eine kompakte Bauform eines Piezoaktors realisiert werden, da das Zugmittel eine geringe Querschnittsfläche aufweist und unmittelbar an dem Aktorkörper entlanggeführt wird.


Vorteile

  • kompakte Bauform bei definierter Vorspannung
  • Reduzierung der Herstellungskosten
  • geringe Steifigkeit

Anwendungsbereiche

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Piezoaktors mit einstellbarer Vorspannung.


Service

Lizenz zur gewerblichen Nutzung


EZN Erfinderzentrum Norddeutschland GmbH

Dr.-Ing. Christoph Gaebel
0511 850 308-0
gaebel@ezn.de
www.ezn.de
Adresse
Theaterstraße 2
30159 Hannover



Entwicklungsstand

Prototyp


Patentsituation

  • DE 10 2010 060 736 B4 erteilt
  • US 9,373,774 B2 erteilt

Stichworte

Draht, Elektromotor, Halbleiter, Herstellung, Last, Piezoaktor, Vorspannung, Wicklungen, Windungen, Zugkräfte

Angebot Anbieter-Website


Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr