Ultraschallmotor

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Wanderwellenmotoren sind Kleinmotoren, die zumeist den piezoelektrischen Effekt zur Erzeugung von Bewegung nutzen. Die Bewegung wird durch hochfrequente Schwingungen erzeugt. Da deren Frequenz im nicht hörbaren Ultraschall-Bereich liegt, sind Wanderwellenmotoren auch als Ultraschallmotoren bekannt. Auch andere Arten piezoelektrischer Motoren arbeiten mit Ultraschallschwingungen.

Funktionsweise[Bearbeiten]

Wanderwellenmotoren bestehen aus einem feststehenden Teil, dem Stator, und einem beweglichen Teil, dem Rotor. Im Stator befinden sich mindestens zwei piezoelektrische Wandler, die angelegte Wechselspannung in mechanische Schwingungen umwandeln. Wenn die Wandler mit phasenversetzten Spannungen betrieben werden, entsteht eine Wanderwelle auf dem Stator. Diese versetzt über den Reibkontakt zwischen Stator und Rotor letzteren in Bewegung. Um hohe Schwingungsamplituden und damit Geschwindigkeiten zu erreichen, wird der Stator üblicherweise in Resonanz betrieben.

Lineare Motoren können dasselbe Funktionsprinzip nutzen. Jedoch ist es deutlich aufwendiger, eine Wanderwelle in einem linearen Stator zu erzeugen, weshalb lineare Wanderwellenmotoren bisher nicht kommerziell verfügbar sind.

Vorteile und Nachteile[Bearbeiten]

Die wesentlichen Vorteile der Ultraschallmotoren sind die hohe Dynamik, die genaue Positionierungsmöglichkeit und die geringere Geräuschbelastung im hörbaren Bereich des Menschen. Weiterhin gibt es bei diesen Arten von Motoren kein Magnetfeld.

Als wesentlichen Nachteil besitzen die Ultraschallmotoren die etwas größere Geräuschbelastung im hörbaren Bereich verschiedener Tierarten. Dies kann sich beispielsweise bei der Tierfotografie negativ auswirken.

Anwendungen[Bearbeiten]

Uhrenantriebe[Bearbeiten]

Ultraschallmotoren können aufgrund ihrer Baugröße als Uhrenantriebe (z. B. bei Seiko) eingesetzt werden.

Objektive[Bearbeiten]

Ultraschall-Motor aus einem Autofokus-Objektiv

Ultraschallmotoren können bei Objektiven zur Objektivautofokussierung eingesetzt werden. Beim Einsatz der Ultraschallmotoren bei Objektiven wird zwischen ringförmigen Ultraschallmotoren und Micro-Ultraschallmotoren unterschieden.

Vorteile eines Ringförmigen Ultraschallmotors[Bearbeiten]

  • Ringförmige Ultraschallmotoren ermöglichen ein nahezu geräuschloses Fokussieren, während beim Micro-Ultraschallmotor Betriebsgeräusche hörbar sind.
  • Ringförmige Ultraschallmotoren liegen platzsparend konzentrisch um das Objektiv, stören den Strahlengang nicht und sind genau da, wo der Benutzer seine Hand zur manuellen Fokussierung nutzen würde. Vorhandene Objektivkonstruktionen erfordern so nur geringe Abwandlungen.
  • Bei ringförmigen Ultraschallmotoren kann man in den Fokussiervorgang eingreifen, was einem der Micromotor wegen des Untersetzungsgetriebes nicht ermöglicht.
  • Das Fokussieren mit einem ringförmigen Ultraschallmotor erfolgt deutlich schneller als bei einem Micromotor, weil "normale" Motorkonstruktionen - zumal mit Getriebe - mehr und schneller bewegte drehende Massen haben, die erst beschleunigt und dann wieder gebremst werden müssen.

Ringförmige Ultraschallmotoren werden aufgrund dieser Vorteile in professionellen Objektiven eingesetzt.

Vorteile eines Micro-Ultraschallmotors[Bearbeiten]

  • Micromotoren sind in der Bauweise kompakter als Ringförmige Ultraschallmotoren. Daher ist diese Art in kleineren bzw. schmaleren Objektiven zu finden.

Bezeichnungen von Ultraschallmotoren der Objektivhersteller[Bearbeiten]

Die Ultraschallmotoren besitzen je nach Objektivhersteller verschiedene Namen:

  • Canon: USM (Ultrasonic Motor)
  • Nikon: SWM (Silent-Wave-Motor)
  • Olympus: SWD (Supersonic Wave Drive)
  • Pentax: SDM (Supersonic Dynamic Motor)
  • Sigma: HSM (Hyper Sonic Motor)
  • SONY: SSM (Super Sonic Motor)
  • Tamron: PZD (PieZo Drive), USD (Ultrasonic Silent Drive)

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]