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Piezoelektrischer Motor - PMR 40.08

Piezomotor PMR 40.08 mit Resonator
Abb.1:Piezomotor PMR 40.08 mit Resonator

PI Ceramic bietet piezoelektrische Motoren an. Zuzuordnen sind diese zu Ultraschallmotoren mit ringförmigen Resonator. Außer dem Resonator bestehen die wesentlichen Komponenten aus speziellen Kunststoffen und werden im Spritzgußverfahren hergestellt. Sie zeichnen sich durch eine einfache Konstruktion eine niedrige Drehzahl bei einem relativ hohem Drehmoment, geringes Gewicht und eine kleine, flache Bauform aus.
Zum Betrieb der Motoren wurden Steuereinheiten für verschiedene Betriebs- spannungen entwickelt. Die Abbildung 1 zeigt den Motor mit Steuerelektronik und seinen Piezoresonator.


Funktionsprinzip

Explosivdarstellung des Piezomotors PM 40.08

Abb. 2: Explosivdarstellung des Piezomotors PM 40.08


Schwingungsmoden einer Lamelle

Abb. 3:Schwingungsmoden einer Lamelle

Die Motoren besitzen als aktives Element einen radial schwingenden Piezoresonator. Die Frequenz hängt ab vom Durchmesser D des Piezoringes und von der Frequenzkonstanten N der Piezokeramik, sie beträgt für den PMR 40.08 etwa 52 kHz. Auf dem Zylinderrand des Resonators sind Lamellen aus Federstahl befestigt. Diese Lamellen werden durch den Piezoresonator zu Längs- und durch die Art der Anordnung zu Biegeschwingungen angeregt. Beide Bewegungskomponenten überlagern sich zu einer elliptischen Bewegung.
Die Abbildung 2 zeigt die Explosivdarstellung des Motors. Teil 1 ist die Grundplatte, Teil 2 der Piezoresonator und Teil 3 der Rotor.



Auf der Abbildung 3 sind die Schwingungsmoden einer Lamelle dargestellt. Die elliptische Bewegung des Lamellenendes wird in zwei Bereiche unterteilt.

- Abschnitt AB - Expansion des Resonators
das freie Lamellenende wird an die Friktionsoberfläche des Rotors gepreßt, damit entsteht eine Art Reibverzahnung zwischen Lamellenende und Rotorreibfläche. Über diese Verzahnung wird die Kraft auf den Rotor übertragen.

- Abschnitt BA - Kontraktion des Resonators
Im Abschnitt BA löst sich das freie Lamellenende von der Rotorreibfläche, dadurch kann der Rotor sich ohne Friktionsverluste drehen.








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