DD288485A5 - ELECTROMECHANICAL BENDING ELEMENT - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Biegeelement, das aus mindestens drei Lamellen besteht und findet z. B. Anwendung bei Praezisionsgeraeten. Erfindungsgemaesz uebt die innere, aus ferroelektrischem Material bestehende Lamelle auf die aeuszeren, aus piezoelektrischem oder elektrostriktivem Material bestehenden Lamellen eine Druckspannung aus. Zur Ausgestaltung der Erfindung werden Varianten der Polarisierung der einzelnen Lamellen angegeben. Fig. 1{Biegeelement, elektromechanisch; Lamellen; Praezisionsgeraet; Lamelle, innen, ferroelektrisch; Lamellen, auszen, piezoelektrisch, elektrostriktiv; Druckspannung}The invention relates to an electromechanical bending element, which consists of at least three fins and finds z. B. Application for precision devices. According to the invention, the inner lamella made of ferroelectric material exerts a compressive stress on the external lamellae made of piezoelectric or electrostrictive material. For the embodiment of the invention variants of the polarization of the individual slats are given. Fig. 1 {bending element, electromechanical; slats; Praezisionsgeraet; Lamella, inside, ferroelectric; Lamellae, auszen, piezoelectric, electrostrictive; Compressive stress}
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen Bauelemente. Sie betrifft ein elektromechanisches Biegeelement, das aus mindestens zwei äußeren Lamellen und mindestens einer inneren Lamelle besteht, zwischen denen Elektroden angeordnet sind, wobei alle Lamellen flächig und deckungsgleich miteinander verbunden sind. Das Biegeelement wird insbesondere für den Einbau in Präzisionsgeräte angewendet.The invention relates to the field of electronic components. It relates to an electromechanical bending element, which consists of at least two outer plates and at least one inner plate, between which electrodes are arranged, wherein all the plates are connected flat and congruent with each other. The bending element is used in particular for installation in precision devices.
Elektromechanische Biegeelemente sind in vielfältigen Konstruktionsformen bekannt. So werden beispielsweise Streifen aus piezoelektrischem Material, die entsprechend mit Elektrodenschichten versehen sind, miteinander flächig vorklebt. Dieser Streifenverbund wird zumeist einseitig eingespannt (DE 3240884). Die einzelnen Streifen sind entsprechend polarisiert, damit beim Anlegen einer elektrischen Spannung die gewünschte Verbiogung erzielt wird.Electromechanical bending elements are known in various forms of construction. Thus, for example, strips of piezoelectric material, which are correspondingly provided with electrode layers, glued to each other surface. This strip composite is usually clamped on one side (DE 3240884). The individual strips are correspondingly polarized, so that when creating an electrical voltage, the desired Verbiogung is achieved.
Um bei einer vorgegebenen Konstruktion hohe Werte für die Verbiegung bzw. die Stellkraft zu erzielen, müssen Werkstoffe mit hohen piezoelektrischen Deformationskonstanten senkrecht zum angelegten Feld (Querdeformation) eingesetzt werden. Gerade die Biegeelemente aus solchen Werkstoffen mit einer maximalen Querdeformation, weisen aber sehr geringe Zugspannungsfestigkeiten auf, so daß es zum Zerreißen der aktiven Keramiklamelle kommen kann, insbesondere dann, wenn das Biegeelement mechanisch belastet wird, also gegen eine äußere Kraft arbeiten muß. Diese Tatsache, steht dem Einsatz von Werkstoffen mit sehr großer Querdaformation entgegen bzw. beschränkt deren Einsatz auf kleine Verbiegungen und kleine Kräfte.In order to achieve high values for the bending or the setting force in a given design, materials with high piezoelectric deformation constants perpendicular to the applied field (transverse deformation) must be used. Especially the bending elements of such materials with a maximum transverse deformation, but have very low tensile strength, so that it can cause the tearing of the active ceramic blade, especially if the bending element is mechanically stressed, ie must work against an external force. This fact is contrary to the use of materials with very large Querdaformation or limited their use to small bends and small forces.
Ziel der Erfindung ist es, ein elektromechanisches Biegeelement zu realisieren, das bei Verwendung eines piezoelektrischen oder elektrostriktion Werkstoffes mit großen Querdeformat!onen im Betriebszustand, einen breiteren Einsatz ermöglicht, auch wenn große auftretende Zugspannungen dem entgegenstehen.The aim of the invention is to realize an electromechanical bending element, which when using a piezoelectric or elektrostriktion material with large transverse deformation ! On operation, a wider use possible, even if large occurring tensile stresses oppose that.
gewährleistet, daß das Ziel der Erfindung erreicht wird.ensures that the object of the invention is achieved.
zwischen denen Elektroden angeordnet sind. Alle Lamellen sind flächig und deckungsgleich miteinander verbunden.between which electrodes are arranged. All slats are flat and congruent with each other.
oder elektrostriktivem Material bestehenden Lamellen eine Druckspannung aus.or electrostrictive material lamellae from a compressive stress.
piezoelektrischen oder elektrostriktiven Lamellen polarisiert.polarized piezoelectric or electrostrictive lamellae.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt das erfindungsgemäße Biegeelement in einer Prinzipskizze.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows the bending element according to the invention in a schematic diagram.
jeweils 0,3mm aus einer polarisierten (Pfeile 6,7) piezoelektrischen Keramik (z.B. Ba- oder Sr-modifizierte PZT-Keramlk) mit einem Großslgnalquerdeformationsmodul d3) = 5 · 10"'°mm · V-1 und einer inneren Lamelle 1 aus unpolarisiertereach 0.3 mm of a polarized (arrows 6,7) piezoelectric ceramic (eg Ba or Sr-modified PZT ceramic) with a Großslgnalquerdeformationsmodul d 3) = 5 · 10 "'mm mm V -1 and an inner lamella. 1 from unpolarized
piezoelektrischer Keramik (z.B. PZT-Keramik) mit einer remanenten Kontraktion beim Polarisieren von ΔΙ/Ι = 1 · 10~3, zusammengeklebt. Die einzelnen Lamellen sind mit den entsprechenden Elektroden 3 versehen.piezoelectric ceramic (eg PZT ceramic) with a remanent contraction when polarizing ΔΙ / Ι = 1 · 10 -3 , glued together. The individual fins are provided with the corresponding electrodes 3.
damit die erfindungsgemäße Druckvorspannung der äußeren Lamellen.so that the pressure bias of the invention outer lamellae.
auch die äußeren Lamellen 2 unpolarisiert sind, bevor sie mit der inneren Lamelle 1 verklebt werden. Erst dann wird der gesamteAlso, the outer plates 2 are unpolarized before they are glued to the inner plate 1. Only then will the whole
piezoelektrische Material der äußeren Lamellen 2 einen wesentlich größeren Querdeformationsmodul (d31 = 5 · 10~'°m · V~1) und eine wesentlich kleinere remanente Kontraktion ΔΙ/Ι = 0,5 · 10~4 besitzt als das Material der inneren Lamelle 1 (d3, = 3· 10~l0m -ν',ΔΙ/Ι = 1 · 1O-3), treten bei Anlegen der Polarisationsspannung nur geringe Ausdehnungsunterschiede der verschiedenen Lamellen auf. Wird die Polarisationsspannung abgeschaltet, werden die äußeren Lamellen 2 infolge der viel größeren remanenten Kontraktion der inneren Lamelle 1 auf Druck vorgespannt.piezoelectric material of the outer plate 2 has a substantially larger cross deformation modulus (d 31 = 5 x 10 ~ '° m · V -1) and a much smaller residual contraction ΔΙ / Ι = 0.5 x 10 ~ 4 than the material of the inner fin 1 (d 3 , = 3 × 10 -10 m -ν ', ΔΙ / Ι = 1 × 10 -3 ), only slight differences in the expansion of the different lamellae occur when the polarization voltage is applied. If the polarization voltage is switched off, the outer plates 2 are biased due to the much larger remanent contraction of the inner plate 1 to pressure.
Claims (3)
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DD288485A5 true DD288485A5 (en) | 1991-03-28 |
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1989
- 1989-10-04 DD DD89333291A patent/DD288485A5/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
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