12. Dezember 2008

Piezo-Technologie: EPCOS und New Scale Technologies entwickeln gemeinsam Mikro-Linearmotoren

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EPCOS, ein führender Hersteller elektronischer Bauelemente, Module und Systeme, und New Scale Technologies, Inc. (New Scale), ein Unternehmen zur Entwicklung winziger Antriebssysteme, haben eine Technologiekooperation vereinbart. Dabei wird die Entwicklungskompetenz von New Scale bei piezobasierten Motoren mit der Fertigungskompetenz von EPCOS bei Vielschicht-Piezo-Bauelementen mit dem Ziel kombiniert, innovative Mikro-Linearmotoren zu entwickeln.

Technologischer Meilenstein bei SQUIGGLE-Motoren für kleine Betriebsspannungen

Das erste im Rahmen der Zusammenarbeit entwickelte Produkt ist eine neue Niedrigspannungsversion des SQUIGGLE®-Motors von New Scale. Sie zeichnet sich durch ihre hohe Positioniergenauigkeit von 0,5 µm aus. Mit Abmessungen von nur noch 1,82 x 1,82 x 6 mm ist der Antrieb für den optischen Zoom von Kameramodulen in Mobiltelefonen optimiert. Herzstück des Motors sind vier miniaturisierte Vielschicht-Piezo-Resonatoren von EPCOS, die einen Betrieb mit Batteriespannungen von weniger als 3 V ermöglichen. Damit benötigt dieser Motor nur noch ein Zehntel der Spannung, die bei herkömmlichen Modellen erforderlich ist. Die geringe Betriebsspannung ermöglicht es außerdem, den Platzbedarf der Treiberschaltung um 75 Prozent zu verringern. „Dieser Durchbruch“, so David Henderson, Chief Executive Officer und Chief Technology Officer von New Scale Technologies „war erst durch die Vielschicht-Piezo-Technologie von EPCOS möglich.“

Weitere Miniaturisierung durch extrem flache UTAF-Antriebslösungen (Ultra-Thin-Actuator-Family)

In künftigen Projekten wollen New Scale und EPCOS eine neue Familie extrem kompakter Motoren entwickeln, die noch kleiner sind als SQUIGGLE-Motoren. Dabei handelt es sich um extrem flache Antriebslösungen (Ultra-Thin-Actuator-Family). Diese UTAF-Motoren werden weniger als 1 mm hoch sein. Dr. Justinus Slakhorst, Chief Technology Officer des EPCOS-Geschäftsbereichs Keramische Bauelemente erklärt: „Diese enorme Verkleinerung erreichen wir durch die Integration mehrerer Aktuatorfunktionen sowie der zugehörigen elektrischen Anschlüsse in einem einzigen keramischen Bauelement.“

„Für uns als Marktführer auf dem Gebiet der Piezo-Aktuatoren für Einspritzsysteme von Kraftfahrzeugen bedeutet die Kooperation mit New Scale Technologies eine Erweiterung unseres Piezo-Geschäfts über Anwendungen in der Automobil-Elektronik hinaus“, sagt Dr. Norbert Hess, Leiter des EPCOS-Geschäftsbereichs Keramische Bauelemente. „Sie eröffnet vielversprechende Einsatzgebiete und neue Wachstumsperspektiven für Mikro-Linearmotoren insbesondere in Mobilfunkanwendungen.“ Henderson ergänzt: „Die weltweite Bedeutung von EPCOS bei Bauelementelösungen für Mobilfunkanwendungen und seine Piezo-Technologiekompetenz machen EPCOS zum idealen Partner, um die Weiterentwicklung der fortschrittlichen Piezo-Motoren von New Scale Technologies voranzutreiben.“

Getriebeloser Antrieb mit Piezo-Linearmotoren

Piezo-basierte Mikro-Linearmotoren nutzen Schwingungen und Reibung zur Erzeugung eines kontinuierlichen Drehmoments ohne Getriebe. Dazu werden Piezo-Resonatoren eingesetzt, die Schwingungen im Ultraschallbereich mit Auslenkungen von wenigen Mikrometern erzeugen. Der SQUIGGLE-Motor besteht aus einer Gewindespindel, die durch ein Gewindegehäuse geführt ist. Wird dieses Gehäuse durch die darauf montierten Piezo-Resonatoren, die bei ihrer mechanischen Resonanzfrequenz betrieben werden, in Torsionsschwingungen versetzt, beginnt die Spindel sich vorwärts oder rückwärts zu drehen.

Der SQUIGGLE-Motor ist halb so groß wie andere Piezo-Motoren und bietet gleichzeitig eine zehnfach höhere Kraft und Positioniergenauigkeit. Außerdem weisen SQUIGGLE-Motoren eine sehr hohe Schockfestigkeit auf. Dank der verkleinerten Abmessungen können mit SQUIGGLE-Motoren Kameramodule gebaut werden, die nur noch 6,5 mm hoch sind.

Breites Anwendungsspektrum

Kameras mit Autofokus und optischem Zoom sind nur zwei Beispiele aus einer Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten für SQUIGGLE- und UTAF-Motoren. Sie können überall dort eingesetzt werden, wo geringe Baugröße, niedrige Spannung und hohe Präzision erforderlich sind. Dazu zählen Dosiergeräte in der Medizintechnik genauso wie Mikro-Brennstoffzellen, Justiergeräte oder elektronisches Spielzeug.

Über EPCOS

Die EPCOS AG ist ein führender Hersteller von elektronischen Bauelementen, Modulen und Systemen mit Sitz in München. Mit seinem breit gefächerten Produktportfolio bietet EPCOS ein umfassendes Angebot aus einer Hand und konzentriert sich auf schnell wachsende und technologisch anspruchsvolle Märkte insbesondere im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnik sowie der Automobil-, der Industrie- und der Konsum-Elektronik. Das Unternehmen verfügt über Entwicklungs- und Fertigungsstandorte sowie Vertriebsbüros in Europa, Asien, Nord- und Südamerika.

Elektronische Bauelemente befinden sich in jedem elektrischen und elektronischen Gerät und sind dort für die einwandfreie Funktion unverzichtbar. Die Produkte von EPCOS speichern elektrische Energie, filtern Frequenzen und schützen vor Überspannungen und -strömen.

Im Geschäftsjahr 2008 (1. Oktober 2007 bis 30. September 2008) hat EPCOS einen Umsatz von 1,48 Milliarden EUR erzielt. Zum Ende des Geschäftsjahres beschäftigte das Unternehmen weltweit rund 21.200 Mitarbeiter.

Über New Scale Technologies

New Scale Technologies, Inc., (www.newscaletech.com) mit Sitz in Victor, New York/ USA, entwickelt stark miniaturisierte Antriebssysteme auf Basis des patentierten piezoelektrischen SQUIGGLE®-Motors, dem weltweit kleinsten Linearmotor, sowie TRACKER™-Positioniersensoren. Mit dem Partner austriamicrosystems (www.austriamicrosystems.com) entwickelt das Unternehmen komplette Antriebseinheiten, in denen der Motor, die Sensortechnologie und unterstützende Treiber-ASICs integriert sind.

Die Mikromotoren und Aktuatormodule sowie Encoder von New Scale Technologies ermöglichen die Entwicklung noch kleinerer Produkte. Dazu zählen Kameramodule für Mobiltelefone, intelligente elektronische Schlösser, nanotechnologische Fluid-Regelungen mit Lab-on-a-chip-Systemen, medizintechnische Geräte inklusive miniaturisierter Medikamentepumpen und Endoskope, optische und Bildgebungssysteme, Module für die Automobil-Elektronik, Laser, Luftfahrt- und Verteidigungssysteme, Kryo- und MRI-Geräte sowie Systeme für die Konsum-Elektronik einschließlich Mikrobrennstoffzellen.

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