DE10017331C1 - Multi-layer piezoelectric actuator e.g. for automobile, aircraft or spacecraft, has inner electrodes within piezoceramic layer stack coupled to outer electrodes via electrically conductive powder layer - Google Patents

Multi-layer piezoelectric actuator e.g. for automobile, aircraft or spacecraft, has inner electrodes within piezoceramic layer stack coupled to outer electrodes via electrically conductive powder layer

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    • H10N30/872Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

The piezoelectric actuator has a stack (10) of piezoceramic layers (8) and intermediate inner electrodes (3), extending inwards from outer electrodes (4) on opposite side edges of the stack, in alternation. The surface contact regions (9) of the inner electrodes are separated from the outer electrode by an electrically conductive powder layer (2), applied directly to the side face of the stack. An Independent claim for a manufacturing method for a multi-layer piezoelectric actuator is also included.

Description

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Vielschichtaktuator mit einer Anzahl von in Form eines Piezoelementstapels übereinandergeschichteten piezoelektrischen Keramikschichten und zwischen den Keramikschichten angeordneten und jeweils wechselseitig an Oberflächenkontaktbereichen aus dem Stapel herausgeführten und mittels einer seitlich am Stapel vorgesehenen Außenelektrode elektrisch parallel geschalteten Innenelektroden.The invention relates to a piezoelectric multilayer actuator with a number of in Form of a piezo element stack stacked piezoelectric Ceramic layers and arranged between the ceramic layers and each alternately led out of the stack at surface contact areas and electrically parallel by means of an outer electrode provided on the side of the stack switched internal electrodes.

Piezoelektrische Vielschichtaktuatoren finden in piezoelektrischen Betätigungseinrichtungen zunehmend Verwendung in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, aber auch im Automobilbau sind sie aufgrund ihrer geringen Abmessungen und ihrer hohen Leistungsdichte vorteilhaft.Piezoelectric multilayer actuators are found in piezoelectric Actuators are increasingly used in a variety of applications Areas of application, especially in the aerospace industry, but also in They are automotive because of their small size and high Power density advantageous.

Piezoelektrische Vielschichtaktuatoren bestehen aus einer Anzahl von in Form eines Piezoelementstapels übereinandergeschichteten piezoelektrischen Keramikschichten, zwischen denen jeweils wechselseitig an Oberflächenkontaktbereichen aus dem Stapel herausgeführte und mittels einer seitlich am Stapel vorgesehenen Außenelektrode elektrisch parallel geschaltete Innenelektroden vorgesehen sind. Beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden erfahren die piezoelektrischen Keramikschichten aufgrund einer durch das elektrische Feld in ihrem Inneren hervorgerufenen Gitterverzerrung eine Längenausdehnung in Richtung des elektrischen Feldes, welche in einer Betätigungseinrichtung nutzbar gemacht werden kann. Die elektrische Parallelschaltung der einzelnen Piezoelemente dient dazu, die von außen anzulegende Spannung möglichst gering zu halten, die zum Hervorrufen der die gewünschte Gitterverzerrung bewirkenden elektrischen Feldstärke erforderlich ist.Piezoelectric multilayer actuators consist of a number of in the form of a Piezo element stack, stacked piezoelectric ceramic layers, between them alternately on the surface contact areas from the stack led out and by means of an outer electrode provided on the side of the stack internal electrodes connected in parallel are provided. When creating one The piezoelectric ceramic layers experience voltage across the electrodes a lattice distortion caused by the electric field inside them Linear expansion in the direction of the electric field, which in a Actuator can be used. The electrical parallel connection of the individual piezo elements serves to make the voltage to be applied from the outside as possible to be kept to a minimum, which causes the desired lattice distortion electrical field strength is required.

Ein Problem bei piezoelektrischen Vielschichtaktuatoren der beschriebenen Art liegt darin, daß die seitlich am Piezoelementstapel vorgesehene Außenelektrode der bei elektrischer Erregung des piezoelektrischen Vielschichtaktuators vom Piezoelementstapel vollzogenen Längenausdehnung unterliegt und dadurch oder durch im Randbereich der Keramikschichten auftretende Risse beschädigt oder unterbrochen werden kann. Zur Überwindung dieses Problems wird in der DE 196 46 676 C1 bei einen piezoelektrischen Vielschichtaktuator eine Kontaktierung der einzelnen piezoelektrischen Keramikschichten vorgeschlagen, bei der seitlich an dem Piezoelementstapel ein die Oberflächenkontaktbereiche der aus dem Stapel herausgeführten Innenelektroden kontaktierender Metallisierungsstreifen vorgesehen ist, auf welchen elektrisch leitfähige Kontaktfahnen aufgebracht sind, die sich soweit vom Piezoelementstapel weg erstrecken, daß ein überstehender Bereich selbst beim Auftreten von Rissen unversehrt bleibt und die Risse elektrisch überbrückt. Weiterhin ist aus der DE 196 48 545 A1 ein piezoelektrischer Vielschichtaktuator bekannt, bei dem ebenfalls seitlich am Piezoelementstapel eine die Oberflächenkontaktbereiche der aus dem Stapel herausgeführten Innenelektroden kontaktierende Metallisierungsschicht vorgesehen ist, welche zur Überbrückung von auftretenden Rissen durch eine dreidimensional strukturierte, elektrisch leitende Elektrode überbrückt wird, die über partielle Kontaktstellen mit der Metallisierungsschicht verbunden und zwischen den Kontaktstellen dehnbar ausgebildet ist. Die dreidimensional ausgebildete Elektrode ist durch eine strukturierte Metallfolie, ein Drahtgewirk oder einen offenporigen Metallschaum gebildet.A problem with multilayer piezoelectric actuators of the type described is that that the outer electrode provided on the side of the piezo element stack is the one for electrical Excitation of the piezoelectric multilayer actuator performed by the piezo element stack  Is subject to linear expansion and thereby or by in the edge area of the Cracks occurring in ceramic layers can be damaged or interrupted. For DE 196 46 676 C1 overcomes this problem with a piezoelectric Multi-layer actuator makes contact with the individual piezoelectric ceramic layers proposed, in which a laterally on the piezo element stack Surface contact areas of the internal electrodes led out of the stack Contacting metallization strip is provided, on which electrically conductive Contact tabs are applied, which extend so far from the piezo element stack, that a protruding area remains intact even when cracks occur and the Electrically bridged cracks. Furthermore, from DE 196 48 545 A1 is a piezoelectric Multi-layer actuator is known, in which one also on the side of the piezo element stack Surface contact areas of the internal electrodes led out of the stack contacting metallization layer is provided, which for bridging occurring cracks due to a three-dimensionally structured, electrically conductive electrode is bridged with partial contact points with the metallization layer connected and is stretchable between the contact points. The three-dimensional trained electrode is through a structured metal foil, a wire mesh or open-pored metal foam.

Die Aufgabe der Erfindung ist es einen piezoelektrischen Vielschichtaktuator der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß mit geringem Aufwand eine zuverlässige Kontaktierung der Innenelektroden auch im Falle eines Auftretens von Rissen gewährleistet ist.The object of the invention is a piezoelectric multilayer actuator of the beginning trained type so that a reliable with little effort Contacting of the internal electrodes even in the event of cracks is guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch den im Anspruch 1 angegebenen piezoelektrischen Vielschichtaktuator gelöst.This object is achieved by the piezoelectric specified in claim 1 Multi-layer actuator solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Vielschichtaktuators sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the piezoelectric according to the invention Multi-layer actuators are specified in the subclaims.

Schließlich wird ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Vielschichtaktuators angegeben. Finally, an advantageous method for producing the invention Piezoelectric multilayer actuator specified.  

Durch die Erfindung wird ein piezoelektrischer Vielschichtaktuator mit einer Anzahl von in Form eines Piezoelementstapels übereinandergeschichteten piezoelektrischen Keramikschichten und zwischen den Keramikschichten angeordneten und jeweils wechselseitig an Oberflächenkontaktbereichen aus dem Stapel herausgeführten und mittels einer seitlich am Stapel vorgesehenen Außenelektrode elektrisch parallel geschalteten Innenelektroden geschaffen. Erfindungsgemäß ist zwischen den Oberflächenkontaktbereichen der Innenelektroden und der Außenelektrode eine elektrisch leitende Pulverschicht angeordnet.The invention provides a piezoelectric multilayer actuator with a number of in Form of a piezo element stack stacked piezoelectric Ceramic layers and arranged between the ceramic layers and each alternately led out of the stack at surface contact areas and electrically parallel by means of an outer electrode provided on the side of the stack switched internal electrodes created. According to the invention is between the Surface contact areas of the inner electrodes and the outer electrode an electrical conductive powder layer arranged.

Durch die Pulverschicht werden mögliche Risse an der Oberfläche des Piezoelementstapels überbrückt, welche den Stromfluß zwischen den Oberflächenkontaktbereichen der Innenelektroden und der Außenelektrode unterbrechen könnten. Ein wesentlicher Vorteil ist eine Erhöhung von Zuverlässigkeit und Lebensdauer des piezoelektrischen Vielschichtaktuators und eine Einsparung von Herstellungsschritten und Kosten.The powder layer eliminates possible cracks on the surface of the Piezo element stack bridges the current flow between the Interrupt the surface contact areas of the inner electrodes and the outer electrode could. A major advantage is an increase in reliability and service life of the piezoelectric multilayer actuator and a saving of manufacturing steps and costs.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des piezoelektrischen Vielschichtaktuators der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Oberflächenkontaktbereiche durch die Randbereiche der aus dem Stapel herausgeführten Innenelektroden gebildet sind, und daß die elektrisch leitende Pulverschicht direkt auf der Oberfläche des Piezoelementstapels in Kontakt mit den Randbereichen der Innenelektroden vorgesehen ist. Somit werden die als Oberflächenkontaktbereiche fungierenden Randbereiche der Innenelektroden an der Stapeloberfläche direkt von der Pulverschicht kontaktiert. Dies hat vorteilhafterweise einen geringen Herstellungsaufwand und eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Rißbildung zur Folge.According to a first preferred embodiment of the piezoelectric Multi-layer actuator of the invention provides that the surface contact areas formed by the edge areas of the internal electrodes led out of the stack are, and that the electrically conductive powder layer directly on the surface of the Piezo element stack provided in contact with the edge regions of the inner electrodes is. The edge regions which act as surface contact regions are thus the Internal electrodes on the stack surface contacted directly by the powder layer. this has Advantageously, low manufacturing costs and high insensitivity against crack formation.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vielschichtaktuators ist es vorgesehen, daß die Oberflächenkontaktbereiche durch eine auf der Außenseite des Piezoelementstapels in Kontakt mit den Randbereichen der Innenelektroden befindliche Zwischenelektrode gebildet sind, und daß die elektrisch leitende Pulverschicht auf der Oberfläche der Zwischenelektrode vorgesehen ist. Der Vorteil hiervon ist es, daß durch die Zwischenelektrode eine Vergrößerung der von der elektrisch leitenden Pulverschicht kontaktierten Oberflächenkontaktbereiche stattfindet, was eine höhere Strombelastbarkeit zur Folge hat.According to an alternative embodiment of the multilayer actuator according to the invention it is provided that the surface contact areas by a on the outside of the Piezo element stack in contact with the edge regions of the inner electrodes Intermediate electrode are formed, and that the electrically conductive powder layer on the Surface of the intermediate electrode is provided. The advantage of this is that the  Intermediate electrode is an enlargement of the electrically conductive powder layer contacted surface contact areas takes place, which means a higher current carrying capacity has the consequence.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Vielschichtaktuators ist es vorgesehen, daß die Außenelektrode an der dem Piezoelementstapel zugewandten Seite eines an dessen Außenseite vorgesehenen Formteils angeordnet ist, wobei die Außenelektrode die elektrisch leitende Pulverschicht unter einem vorgegebenen Anpreßdruck kontaktiert. Somit ist die elektrisch leitende Pulverschicht unter gleichzeitiger Kontaktierung der Oberflächenkontaktbereiche einerseits und der Außenelektrode andererseits zwischen der Oberfläche des Piezoelementstapels und dem Formteil dauerhaft und zuverlässig eingeschlossen.According to an advantageous development of the multi-layer actuator according to the invention it is provided that the outer electrode facing the stack of piezo elements Side of a molded part provided on the outside thereof is arranged, the Outer electrode the electrically conductive powder layer under a predetermined Contact pressure contacted. The electrically conductive powder layer is thus underneath simultaneous contacting of the surface contact areas on the one hand and the External electrode on the other hand between the surface of the piezo element stack and the Molded part permanently and reliably included.

Vorzugsweise ist das Formteil aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt, und mit der Außenelektrode ist ein an dem Formteil vorgesehener elektrisch leitender Außenkontakt für den elektrischen Anschluß des piezoelektrischen Vielschichtaktuators verbunden. Das Formteil dient somit gleichzeitig als Träger für die Außenelektrode, als äußere Begrenzung für die elektrisch leitende Pulverschicht und als Träger für den elektrisch leitenden Außenkontakt zum Anschluß des Vielschichtaktuators.The molded part is preferably made of an electrically insulating material, and with the outer electrode is an electrically conductive provided on the molded part External contact for the electrical connection of the piezoelectric multilayer actuator connected. The molded part thus simultaneously serves as a carrier for the outer electrode outer boundary for the electrically conductive powder layer and as a carrier for the electrically conductive external contact for connecting the multi-layer actuator.

Vorzugsweise ist die elektrisch leitende Pulverschicht aus einem Pulver mit einer Korngröße im µm-Bereich hergestellt.The electrically conductive powder layer is preferably made of a powder with a Grain size produced in the µm range.

Gemäß einem besonders vorteilhaften Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Vielschichtaktuators gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß die elektrisch leitende Pulverschicht in Form eines Schlickers mittels Siebdruck auf die zu kontaktierende Seite des Piezoelementstapels aufgebracht wird.According to a particularly advantageous method for producing a piezoelectric Multi-layer actuator according to the present invention it is provided that the electrically conductive powder layer in the form of a slip using screen printing on the contacting side of the piezo element stack is applied.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Vielschichtaktuators anhand der Zeichnung erläutert.The following are exemplary embodiments of the piezoelectric according to the invention Multi-layer actuator explained using the drawing.

Es zeigen: Show it:  

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines piezoelektrischen Vielschichtaktuators nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei aus Gründen der Veranschaulichung der Piezoelementstapel des Vielschichtaktuators und ein die Außenelektrode tragendes Formteil voneinander getrennt dargestellt sind; und Fig. 1 is a perspective view of a piezoelectric Vielschichtaktuators according to a first embodiment of the invention, wherein the piezoelectric element stack of Vielschichtaktuators and the outer electrode supporting mold part are shown separated for purposes of illustration; and

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines piezoelektrischen Vielschichtaktuators nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei wiederum der Piezoelementstapel des Vielschichtaktuators, eine Zwischenelektrode zur Kontaktierung der Oberflächenbereiche der Innenelektroden und ein Formteil, welches die Außenelektrode trägt, voneinander getrennt dargestellt sind. Fig. 2 is a perspective view of a piezoelectric multi-layer actuator according to a second embodiment of the invention, wherein again the piezo element stack of the multi-layer actuator, an intermediate electrode for contacting the surface areas of the inner electrodes and a molded part which carries the outer electrode, are shown separately from each other.

Bei den beiden in den Fig. 1 und 2 perspektivisch dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Vielschichtaktuators bedeutet Bezugszeichen 10 einen Piezoelementstapel, der durch eine Vielzahl von übereinandergeschichteten piezoelektrischen Keramikschichten 8 gebildet ist. Zwischen den Keramikschichten 8 sind Innenelektroden 3 angeordnet, die jeweils wechselseitig an Oberflächenkontaktbereichen 9 aus dem Stapel herausgeführt und mittels einer seitlich an dem Piezoelementstapel 10 vorgesehenen Außenelektrode 4 elektrisch parallel geschaltet sind. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist jeweils jede zweite Innenelektrode 3 nach der rechten, in der Figur sichtbaren Seite des Piezoelementstapels 8 herausgeführt, während die jeweils dazwischenliegenden Innenelektroden 3 nach der anderen, in der Figur nicht sichtbaren linken Seite des Piezoelementstapels herausgeführt sind. An der Oberseite und der Unterseite des Piezoelementstapels 10 befindet sich jeweils eine Endschutzkappe 1, die zur mechanischen Stabilisierung des Piezoelementstapels 10 und zur Verteilung der bei der Erregung desselben erzeugten Kraft dient.In the two exemplary embodiments of the piezoelectric multilayer actuator according to the invention shown in perspective in FIGS. 1 and 2, reference numeral 10 denotes a piezo element stack which is formed by a multiplicity of piezoelectric ceramic layers 8 stacked on top of one another. Inner electrodes 3 are arranged between the ceramic layers 8 , each of which leads alternately out of the stack at surface contact regions 9 and are electrically connected in parallel by means of an outer electrode 4 provided on the side of the piezo element stack 10 . As can be seen from FIG. 1, every second inner electrode 3 is led out to the right side of the piezo element stack 8 that is visible in the figure, while the inner electrodes 3 in between are led out to the other left side of the piezo element stack that is not visible in the figure. On the top and the bottom of the piezo element stack 10 there is an end protective cap 1 , which serves to mechanically stabilize the piezo element stack 10 and to distribute the force generated when the latter is excited.

Im betriebsbereiten Zustand des Piezoelementstapels 10 ist an dessen Außenseite ein Formteil 5 angeordnet, welches in Fig. 1 zum Zwecke der besseren Übersichtlichkeit jedoch getrennt dargestellt ist. Das Formteil 5 ist vorzugsweise an den Endschutzkappen 1 des Piezoelementstapels 10 befestigt. An der dem Piezoelementstapel 10 zugewandten Seite des Formteils 5 ist eine Außenelektrode 4 angeordnet, welche mit einem elektrisch leitenden Außenkontakt 6 verbunden ist, der dem elektrischen Anschluß des Vielschichtaktuators 10 dient. Das Formteil 5 selbst ist aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff oder Keramik hergestellt.When the piezo element stack 10 is ready for operation, a molded part 5 is arranged on the outside thereof, but is shown separately in FIG. 1 for the purpose of better clarity. The molded part 5 is preferably attached to the end caps 1 of the piezo element stack 10 . On the side of the molded part 5 facing the piezo element stack 10 , an outer electrode 4 is arranged, which is connected to an electrically conductive outer contact 6 , which serves for the electrical connection of the multi-layer actuator 10 . The molded part 5 itself is made of an electrically insulating material, for example plastic or ceramic.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Vielschichtaktuators sind die Oberflächenbereiche der Innenelektroden 3 durch die Randbereiche 9 derselben gebildet, wie sie aus dem Stapel herausgeführt sind. Zwischen den Oberflächenkontaktbereichen in Form der Randbereiche 9 der Innenelektroden 3 und der Außenelektrode 4 ist eine elektrisch leitende Pulverschicht 2 vorgesehen, welche direkt auf der Oberfläche des Piezoelementstapels 10 in Kontakt mit den Randbereichen 9 der in den Elektroden 3 steht. Diese elektrisch leitende Pulverschicht 2 wird von der an dem Formteil 5 angebrachten Außenelektrode 4 unter einem vorgegebenen Anpreßdruck kontaktiert, so daß die elektrisch leitende Pulverschicht 2 eine elektrische Verbindung zwischen den Oberflächenkontaktbereichen 9 der Innenelektroden 3 und der Außenelektrode 4 herstellt.In the first exemplary embodiment of the piezoelectric multilayer actuator according to the invention shown in FIG. 1, the surface regions of the inner electrodes 3 are formed by the edge regions 9 of the same as they are led out of the stack. An electrically conductive powder layer 2 is provided between the surface contact areas in the form of the edge areas 9 of the inner electrodes 3 and the outer electrode 4 and is in direct contact with the edge areas 9 of the electrodes 3 on the surface of the piezo element stack 10 . This electrically conductive powder layer 2 is contacted by the outer electrode 4 attached to the molded part 5 under a predetermined contact pressure, so that the electrically conductive powder layer 2 establishes an electrical connection between the surface contact regions 9 of the inner electrodes 3 and the outer electrode 4 .

Bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Vielschichtaktuators sind die Oberflächenkontaktbereiche der Innenelektroden 3 durch eine Zwischenelektrode 7 gebildet, die sich auf der Außenseite des Piezoelementstapels 10 befindet und mit den Randbereichen 9 der Innenelektroden 3 in Verbindung steht. Die elektrisch leitende Pulverschicht 2 ist auf dieser Zwischenelektrode 7 vorgesehen und befindet sich damit zwischen der an dem Formteil 5 befindlichen Außenelektrode 4 und der Zwischenelektrode 7, wobei sie wiederum durch die Außenelektrode 4 unter einem vorgegebenen Anpreßdruck kontaktiert wird und damit eine elektrische Verbindung zwischen der Außenelektrode 4 einerseits und der Zwischenelektrode 7 und den Innenelektroden 3 andererseits herstellt.In the illustrated in Fig. 2 second embodiment of the piezoelectric Vielschichtaktuators invention, the surface contact areas of the internal electrodes 3 are formed by an intermediate electrode 7, which is located on the outside of the piezoelectric element stack 10 and with the edge regions 9 of the inner electrode 3 is connected. The electrically conductive powder layer 2 is provided on this intermediate electrode 7 and is therefore located between the outer electrode 4 located on the molded part 5 and the intermediate electrode 7 , wherein it is in turn contacted by the outer electrode 4 under a predetermined contact pressure and thus an electrical connection between the outer electrode 4 on the one hand and the intermediate electrode 7 and the inner electrodes 3 on the other.

Die elektrisch leitende Pulverschicht 2 ist aus einem Pulver mit einer Korngröße im mm- Bereich hergestellt und besteht aus einem geeigneten elektrisch leitenden Material. The electrically conductive powder layer 2 is made of a powder with a grain size in the mm range and consists of a suitable electrically conductive material.

Gemäß einem bevorzugten Herstellungsverfahren wird die elektrisch leitende Pulverschicht 2 in Form eines Schlickers mittels Siebdruck auf die zu kontaktierende Seite des Piezoelementstapels 10, also bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel direkt auf die Außenseite des Piezoelementstapels 10 in Kontakt mit den Randbereichen 9 der Innenelektroden 3 bzw. bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel auf die Zwischenelektrode 7 aufgebracht. Es können jedoch auch andere geeignete Verfahren verwendet werden, um die elektrisch leitende Pulverschicht 2 aufzubringen.According to a preferred production method, the electrically conductive powder layer 2 is in the form of a slip by means of screen printing on the side of the piezo element stack 10 to be contacted, that is, in the embodiment shown in FIG. 1, directly on the outside of the piezo element stack 10 in contact with the edge regions 9 of the internal electrodes 3 or applied to the intermediate electrode 7 in the embodiment shown in FIG. 2. However, other suitable methods can also be used to apply the electrically conductive powder layer 2 .

Die Befestigung des die Außenelektrode 4 tragenden Formteils 5 an dem Piezoelementstapel 10 bzw. an dessen Endschutzkappen 1 erfolgt in einer Weise, daß ein Ausgleich der Längenänderung des Piezoelementstapels 10 bei dessen Erregung gegenüber dem Formteil 5 gewährleistet ist. The attachment of the molded part 5 carrying the outer electrode 4 to the piezo element stack 10 or to its end protection caps 1 is carried out in such a way that a compensation of the change in length of the piezo element stack 10 when the latter is excited with respect to the molded part 5 is ensured.

BezugszeichenlisteReference list

11

Endschutzkappe
End cap

22

elektrisch leitende Pulverschicht
electrically conductive powder layer

33rd

Innenelektroden
Internal electrodes

44

Außenelektrode
Outer electrode

55

Formteil
Molding

66

Außenkontakt
External contact

77

Zwischenelektrode
Intermediate electrode

88th

piezoelektrische Keramikschicht
piezoelectric ceramic layer

99

Randbereiche
Marginal areas

1010th

Piezoelementstapel
Piezo element stack

Claims (7)

1. Piezoelektrischer Vielschichtaktuator mit einer Anzahl von in Form eines Piezoelementstapels (10) übereinandergeschichteten piezoelektrischen Keramikschichten (8) und zwischen den Keramikschichten (8) angeordneten und jeweils wechselseitig an Oberflächenkontaktbereichen (9) aus dem Stapel herausgeführten und mittels einer seitlich am Stapel vorgesehenen Außenelektrode (4) elektrisch parallel geschalteten Innenelektroden (3), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Oberflächenkontaktbereichen (7; 9) der Innenelektroden (3) und der Außenelektrode (4) eine elektrisch leitende Pulverschicht (2) vorgesehen ist.1. Piezoelectric multilayer actuator with a number of piezoelectric ceramic layers ( 8 ) stacked one on top of the other in the form of a piezo element stack ( 10 ) and arranged between the ceramic layers ( 8 ) and in each case alternately guided out of the stack at surface contact areas ( 9 ) and by means of an outer electrode provided on the side of the stack ( 4 ) electrically connected internal electrodes ( 3 ), characterized in that an electrically conductive powder layer ( 2 ) is provided between the surface contact areas ( 7 ; 9 ) of the inner electrodes ( 3 ) and the outer electrode ( 4 ). 2. Piezoelektrischer Vielschichtaktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenkontaktbereiche durch die Randbereiche (9) der aus dem Stapel herausgeführten Innenelektroden (3) gebildet sind, und daß die elektrisch leitende Pulverschicht (2) direkt auf der Oberfläche des Piezoelementstapels (10) in Kontakt mit den Randbereichen (9) der Innenelektroden (3) vorgesehen ist.2. Piezoelectric multilayer actuator according to claim 1, characterized in that the surface contact areas are formed by the edge areas ( 9 ) of the inner electrodes led out of the stack ( 3 ), and that the electrically conductive powder layer ( 2 ) directly on the surface of the piezo element stack ( 10 ) is provided in contact with the edge regions ( 9 ) of the internal electrodes ( 3 ). 3. Piezoelektrischer Vielschichtaktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenkontaktbereiche durch eine auf der Außenseite des Piezoelementstapels (10) in Kontakt mit den Randbereichen (9) der Innenelektroden (3) befindliche Zwischenelektrode (7) gebildet sind, und daß die elektrisch leitende Pulverschicht (2) auf der Oberfläche der Zwischenelektrode (7) vorgesehen ist.3. Piezoelectric multi-layer actuator according to claim 1, characterized in that the surface contact areas are formed by an intermediate electrode ( 7 ) located on the outside of the piezo element stack ( 10 ) in contact with the edge areas ( 9 ) of the inner electrodes ( 3 ), and that the electrically conductive Powder layer ( 2 ) is provided on the surface of the intermediate electrode ( 7 ). 4. Piezoelektrischer Vielschichtaktuator nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenelektrode (4) an der dem Piezoelementstapel (10) zugewandten Seite eines an dessen Außenseite vorgesehenen Formteils (5) angeordnet ist, wobei die Außenelektrode (4) die elektrisch leitende Pulverschicht (2) unter einem vorgegebenen Anpressdruck kontaktiert. 4. Piezoelectric multi-layer actuator according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the outer electrode ( 4 ) on the piezoelectric element stack ( 10 ) facing side of a molded part provided on the outside ( 5 ) is arranged, wherein the outer electrode ( 4 ) electrically conductive powder layer ( 2 ) contacted under a predetermined contact pressure. 5. Piezoelektrischer Vielschichtaktuator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (5) aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, und daß mit der Außenelektrode (4) ein an dem Formteil (5) vorgesehener elektrisch leitender Außenkontakt für den elektrischen Anschluß des piezoelektrischen Vielschichtaktuators verbunden ist.5. Piezoelectric multilayer actuator according to claim 4, characterized in that the molded part ( 5 ) consists of an electrically insulating material, and that with the outer electrode ( 4 ) on the molded part ( 5 ) provided an electrically conductive external contact for the electrical connection of the piezoelectric multilayer actuator connected is. 6. Piezoelektrischer Vielschichtaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Pulverschicht (2) aus einem Pulver mit einer Korngröße im µm-Bereich besteht.6. Piezoelectric multi-layer actuator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the electrically conductive powder layer ( 2 ) consists of a powder with a grain size in the µm range. 7. Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Vielschichtaktuators nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Pulverschicht (2) in Form eines Schlickers mittels Siebdruck auf die zu kontaktierende Seite des Piezoelementstapels (10) aufgebracht wird.7. A method for producing a piezoelectric multilayer actuator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electrically conductive powder layer ( 2 ) is applied in the form of a slip by means of screen printing to the side of the piezo element stack ( 10 ) to be contacted.
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