Piezo-Ultraschallmotor

Gleisverschiebungen mit Piezomotor überwachen

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Die prinzipielle Funktionsweise

Die prinzipielle Funktionsweise der für die vertikale und horizontale Rotation der Messoptik eingesetzten Piezo-Ultraschallantriebe ist einfach zu verstehen. Die Drehbewegungen werden durch jeweils zwei Ultraschallmotoren erzeugt, die tangential gegen einen Reibring vorgespannt sind. Der Reibring ist drehbar gelagert. Durch die Vorspannung ist der Antrieb in Ruhelage geklemmt; es gibt in diesem Zustand also auch kein Positionszittern, wie es bei magnetbasierten Direktantrieben zu beobachten ist. Im Betrieb schwingen dann die keramischen Piezomotoren synchron mit Ultraschallfrequenzen. Die Schwingung führt zu einem Versatz der Reibspitze. Zusammen mit der Vorspannung wird so eine Vorschubbewegung für den Reibring erzeugt.

Genauso effektiv und einfach lassen sich mit Piezo-Ultraschallmotoren natürlich auch lineare Bewegungen realisieren. Das tangentiale Antriebsprinzip wird dann auf eine gerade geführte Reibschiene angewandt. Piezo-Ultraschallmotoren eignen sich dadurch für eine Vielzahl weiterer Anwendungen, bei denen ebenfalls eine geringe Größe, hohe Geschwindigkeiten und Zuverlässigkeit die entscheidenden Faktoren sind. So gibt es z.B für das Biohandling oder die Mikroskopie Verstelleinheiten, die sich durch eine besonders flache und leicht integrierbare Bauform auszeichnen. Typische industrielle Anwendungsbeispiele reichen von der Halbleiter- und Photonik-Fertigung über allgemeine Handhabungsaufgaben bis hin zur Mess- und Medizintechnik.

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Dipl.-Phys. Steffen Arnold, Leiter „Markt und Produkte“, Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG, und Ellen-Christine Reiff, M.A., Redaktionsbüro Stutensee

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