Zugl.: München, Universiẗat, Diss., 2008.

Zugl.: Dresden, Techn. Universiẗat, Diss., 2008.

Universiẗat, Diss., 1999--Stuttgart.

Universiẗat, Diss., 2001--Konstanz. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2001.

Universiẗat, Diss., 2003--Freiburg (Breisgau).

Universiẗat, Diss., 2003--Freiburg (Breisgau).

Zugl.: Erlangen, Nürnberg, Univ., Diss., 2007

Zugl.: Erlangen-Nürnberg, Universiẗat, Diss., 2007.

Elektrische Maschinen werden heutzutage auf mannigfaltigen Gebieten eingesetzt. Sie verrichten ihre Aufgaben in leistungsstarken Industrieantrieben für Erzmühlen oder Stahlwalzen, als Synchrongeneratoren zur Elektroenergieerzeugung, in Fertigungsanlagen wie Backstraßen oder Fließbänder oder auch im Verkehr, in Zügen oder verstärkt nun auch in Automobilen. Sie erleichtern uns aber auch den Alltag an Stellen, wo sie oft gar nicht wahrgenommen werden. Sie ermöglichen nützliche Helferlein im Auto mithilfe von Servomotoren – Scheibenwischer, Fensterheber oder Seitenspiegelverstellung sind nur ausgewählte Beispiele. Aber auch Fensterrollläden, Klimaanlagen oder Fahrstühle benötigen elektrische Antriebe. Darüber hinaus verstecken sich sie sich als Klein- und Kleinstmaschinen in medizinischen Geräten wie dem Zahnarztbohrer oder in Pflegeprodukten des täglichen Bedarfs von der Haarschneidemaschine, über den Nasenhaartrimmer und Föhn bis hin zur elektrischen Zahnbürste. Da Elektromotoren also in immer mehr Geräten stecken, müssen auch immer größere Stückzahlen gefertigt werden, die am besten nichts kosten. Es besteht somit die große Herausforderung all die Bedürfnisse ressourcenschonend und kostengünstig zu bedienen. Aus diesem Gedanken heraus entstand am Lehrstuhl die Idee, Wicklungen elektrischer Kleinmaschinen zu drucken. Dies geschieht mithilfe der Siebdrucktechnik, wie es schon heute bei RFID-Chips die Regel ist. Es handelt sich also um ein erprobtes Verfahren, das eine günstige Fertigung großer Stückzahlen erlaubt. Erste Erfahrungen wurden bereits gesammelt, hier sei auf [10], [11] und [12] verwiesen. Im Rahmen dieser Diplomarbeit sollen diese Grundlagen nun ausgebaut, gefestigt, sowie erweitert werden. Um einen Eindruck und Überblick zu gewinnen, wird im Folgenden eine Reihe elektrischer Kleinmaschinen entworfen. Hierbei sollen Probleme ausfindig gemacht, Lösungen eruiert und Abweichungen zum konventionellen Entwurf aufgezeigt werden. Im Rahmen dessen werden Berechnungsvorschriften für siebgedruckte Wicklungen abgeleitet und diese schließlich zur Berechnung einer Maschinenreihe mit verschiedenen Außendurchmessern und Längen genutzt. Am Ende der Arbeit sollen ausgewählte Motoren aus der berechneten Reihe stehen, an denen Messungen stattfinden um die verwendeten Algorithmen zu verifizieren.

Siebgedruckte piezokeramische Dickschichten eignen sich für Sensoren, Aktoren oder Ultraschallwandler. Zur Auslegung von Dickschicht-Aktoren werden grundlegende Kenntnisse über die elektromechanischen Eigenschaften benötigt. Diese Arbeit beschreibt die elektromechanischen Eigenschaften piezokeramischer Dickschichten unter Klein- und Großsignalbedingungen. Durch gezielte Variationen der Biegerlänge und Materialien werden Einflüsse auf die Gefügeentwicklung, das Arbeitsvermögen und weitere elektromechanische Kennwerte beschrieben und optimale Herstellungsparameter identifiziert. Interdigitalelektroden (IDE) ermöglichen die Polarisation und Ansteuerung der piezokeramischen Schicht in der Ebene (in-plane). Aufgrund des d 33 -Effektes kommt es zur Dehnung in der Ebene, woraus eine Verdopplung der Biegung in entgegengesetzter Richtung zu through-thickness-Aktoren resultiert. In der Arbeit wird das Arbeitsvermögen siebgedruckter in-plane-Biegeaktoren in Abhängigkeit vom Substratmaterial, von der Biegerlänge und vom piezokeramischen Material beschrieben und diskutiert. An zwei Mikropositioniersystemen wird die Eignung piezokeramischer Dickschichtaktoren für adaptive optische Systeme gezeigt.