DE10163731A1 - piezo actuator - Google Patents
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- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Piezoaktor nach den gattungsgemäßen Merkmalen des Anspruchs 1. The invention relates to a piezo actuator according to the generic features of claim 1.
Ein gebräuchlicher Piezoaktor ist unter Ausnutzung des Piezoeffekts eines eine geeignete Kristallstruktur aufweisenden Materials aufgebaut. Bei Anlegen einer Spannung erfolgt eine mechanische Reaktion eines Piezoelements in dem Piezoaktor in Form eines Drucks oder Zugs in eine von der Kristallstruktur des den Piezoeffekt aufweisenden Materials bestimmte Richtung. Ein Piezoaktor eignet sich insbesondere für eine Ausbildung als mechanische Verstellvorrichtung mit einem Verstellweg in der Größenordnung einiger Mikrometer bis einiger zehntel Millimeter. Die Beherrschung eines derart geringen Verstellweges setzt voraus, dass die Verstellvorrichtung sehr geringe geometrische Toleranzen aufweist. Insbesondere muss das Piezoelement innerhalb der Verstellvorrichtung in exakt vorgegebener Position montiert sein. Die Montage und Justierung des Piezoelementes innerhalb der Verstellvorrichtung ist daher sehr aufwändig. A common piezo actuator is one using the piezo effect built up suitable crystal structure material. When creating one There is a mechanical reaction of a piezo element in the voltage Piezo actuator in the form of a push or pull into one of the crystal structure of the Piezo effect material showing certain direction. A piezo actuator is suitable in particular for training as a mechanical adjustment device with a Adjustment range in the order of a few micrometers to a few tenths Millimeter. Mastering such a small adjustment path requires that the Adjusting device has very low geometric tolerances. In particular the piezo element within the adjustment device must be in a precisely specified manner Position. The assembly and adjustment of the piezo element within the adjustment device is therefore very complex.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstellvorrichtung mit einem Piezoelement anzugeben, das sich durch eine präzise Funktion und einfache Montage- und Justiermöglichkeit auszeichnet. The invention has for its object an adjustment device with a Piezo element to specify, which is characterized by a precise function and simple Installation and adjustment options.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Piezoaktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hierbei ist ein Piezostellelement innerhalb eines Gehäuses beweglich, insbesondere gegen Federkräfte verschiebbar, gelagert und durch ein Klemmelement fixierbar. Das Piezostellelement betätigt über ein Betätigungselement einen Kolben, der nach einer bevorzugten Ausgestaltung eine Anschlagsposition an einem Anschlag am Gehäuse einnehmen kann. Sowohl das Piezostellelement als auch der Kolben sind durch die Kraft eines Aktorfederelementes bzw. eines Kolbenfederelementes beaufschlagt, wobei die Kräfte der beiden Federelemente entgegengesetzt auf das Piezostellelement wirken. Vorzugsweise übersteigt die Federkraft des Aktorfederelementes die Federkraft des Kolbenfederelementes. Ebenso übersteigt nach einer bevorzugten Ausgestaltung der maximale Verstellweg des Kolbens den maximalen Verstellweg des Betätigungselementes. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beim Betrieb des Piezoaktors stets das Betätigungselement eine Kraft auf den Kolben ausübt, die der auf diesen vom Kolbenfederelement aufgebrachten Kraft entgegenwirkt. This object is achieved by a piezo actuator with the Features of claim 1. Here is a piezo actuator within a Movable housing, in particular displaceable against spring forces, stored and fixable by a clamping element. The piezo actuator actuates via Actuator a piston, which according to a preferred embodiment Stop position at a stop on the housing can. Both that Piezo actuator as well as the piston are by the force of one Actuator spring element or a piston spring element, the forces of two spring elements act in opposite directions on the piezo actuator. The spring force of the actuator spring element preferably exceeds the spring force of the Piston spring element. Likewise, according to a preferred embodiment, the maximum adjustment of the piston the maximum adjustment of the Actuator. This ensures that when the piezo actuator is in operation the actuator always exerts a force on the piston that the on counteracts this force applied by the piston spring element.
Zur einfachen Montierbarkeit des Piezoaktors weist dieser vorzugsweise einen separaten Kolbenhalter auf, der an einer Aufnahme als Teil des Gehäuses befestigbar ist. Der Piezoaktor bietet damit insbesondere den Vorteil, dass sich das Piezostellelement innerhalb des Gehäuses bei der Montage des Kolbenhalters selbst justiert und in dieser justierten Position auf sehr einfache Weise durch das Klemmelement feststellbar ist. Weiterhin zeichnet sich der Piezoaktor dadurch aus, dass dessen Betrieb auf einfache Weise automatisierbar ist. For easy mounting of the piezo actuator, it preferably has one separate piston holder on one of the receptacles as part of the housing is attachable. The piezo actuator thus offers the particular advantage that the Piezo actuator inside the housing when installing the piston holder self-adjusted and in this adjusted position in a very simple way through the Clamping element can be determined. This also distinguishes the piezo actuator that its operation can be automated easily.
Der Piezoaktor eignet sich beispielsweise für ein Verfahren zum Aufbringen einer Mehrzahl von Mikrotröpfchen auf ein Substrat, wie es z. B. aus der DE 199 41 871 A1 bekannt ist. In einem solchen Verfahren kann mit dem Piezoaktor ein Überdruck in einer Druckkammer erzeugt werden. Der Piezoaktor bietet den Vorteil, dass eine Referenzposition des Betätigungselementes sowie des Kolbens eingestellt werden kann, ohne die Position des Kolbens dazu messtechnisch zu erfassen. Weiterhin zeichnet sich der Piezoaktor aufgrund der einfachen und präzisen Justierbarkeit des Piezostellelementes durch die Möglichkeit des schnellen Wechsels verschiedener Kolben und/oder Kolbenhalter sowie durch eine besondere Unempfindlichkeit gegenüber geometrischen Toleranzen beispielsweise des Gehäuses, des Kolbenhalters oder des Piezostellelementes aus. Ferner besteht auch die Möglichkeit, durch Temperaturänderungen hervorgerufene Maßänderungen durch erneute Justierung des Piezostellelementes im Piezoaktor auszugleichen. Das Piezostellelement wird im Gehäuse bevorzugt derart justiert, dass bei Ausnutzung des maximalen Verstellweges des Betätigungselementes der Kolben am Anschlag des Kolbenhalters anliegt. The piezo actuator is suitable, for example, for a method for applying a Plurality of microdroplets on a substrate such as e.g. B. from DE 199 41 871 A1 is known. In such a method, the piezo actuator can be used Overpressure can be generated in a pressure chamber. The piezo actuator has the advantage that a reference position of the actuator and the piston can be adjusted without measuring the position of the piston to capture. Furthermore, the piezo actuator stands out due to the simple and precise Adjustment of the piezo actuator through the possibility of quick Alternating different pistons and / or piston holders as well as a special one Insensitivity to geometric tolerances, for example the Housing, the piston holder or the piezo actuator. There is also also the possibility of changes in temperature Dimensional changes by readjusting the piezo actuator in the piezo actuator compensate. The piezo actuator is preferably adjusted in the housing such that at Utilization of the maximum adjustment path of the actuating element of the pistons rests against the stop of the piston holder.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen: An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to a drawing explained in more detail. Show here:
Fig. 1 schematisch einen Piezoaktor mit einem Piezostellelement sowie einem Gehäuse mit einer Aufnahme und einem von dieser getrennten Kolbenhalter, Fig. 1 shows schematically a piezoelectric actuator having a piezo actuator and a housing having a receptacle and a separate of said piston holder,
Fig. 2 den Piezoaktor nach Fig. 1 mit an der Aufnahme montiertem Kolbenhalter, Fig. 2 shows the piezoelectric actuator of FIG. 1 with mounted on the receiving piston holder,
Fig. 3a eine Seitenansicht eines Piezostellelementes in einer Aufnahme mit einem Klemmelement, Fig. 3a is a side view of a piezo actuating element in a housing with a clamping element,
Fig. 3b einen Schnitt A-A aus Fig. 3a, FIG. 3b shows a section AA of Fig. 3a,
Fig. 4 einen Längsschnitt eines Piezoaktors, Fig. 4 shows a longitudinal section of a piezoelectric actuator,
Fig. 5 eine Vorderansicht eines Piezoaktors ähnlich dem in Fig. 4 dargestellten, Fig. 5 is a front view similar to that of a piezoelectric actuator shown in Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf den Piezoaktor nach Fig. 5, Fig. 6 is a plan view of the piezoelectric actuator according to Fig. 5,
Fig. 7 eine Seitenansicht des Piezoaktors nach Fig. 5, und Fig. 7 is a side view of the piezo actuator according to Fig. 5, and
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Piezoaktors nach Fig. 5. Fig. 8 is a perspective view of the piezoelectric actuator according to Fig. 5.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are the same in all figures Provide reference numerals.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Piezoaktor 1 mit einem Piezostellelement 2. Das Piezostellelement 2 ist beweglich in einer Aufnahme 3 gelagert, die ebenso wie ein an dieser montierbarer Kolbenhalter 4 einen Teil eines Gehäuses 5 bildet. Das Gehäuse 5 ist hierbei nicht notwendigerweise geschlossen ausgeführt, sondern kann beispielsweise auch aus einzelnen miteinander verbundenen Halteelementen gebildet sein. Das Piezostellelement 2 weist eine Aktorhülse 6 auf, in der sich ein Stapel Piezoelemente befinden, die auf ein als Kolbenstange ausgebildetes Betätigungselement 7 bei Anlegen einer elektrischen Spannung einen Druck ausüben. Nach einer alternativen Ausgestaltung ist auch eine Betätigung des Betätigungselementes 7 durch mindestens ein eine Zugkraft ausübendes Piezostellelement möglich. Nach einer weiteren Alternative wird anstelle des eine Linearbewegung ausübenden Piezostellelementes 2 ein Piezobiegewandler eingesetzt. Figs. 1 and 2 show a piezoelectric actuator 1 with a piezoelectric actuator 2. The piezo actuator 2 is movably mounted in a receptacle 3 which, like a piston holder 4 which can be mounted thereon, forms part of a housing 5 . The housing 5 is not necessarily closed, but can also be formed, for example, from individual interconnected holding elements. The piezo actuator 2 has an actuator sleeve 6 , in which there are a stack of piezo elements which exert pressure on an actuating element 7 designed as a piston rod when an electrical voltage is applied. According to an alternative embodiment, actuation of the actuating element 7 is also possible by means of at least one piezo adjusting element which exerts a tensile force. According to a further alternative, a piezo bending transducer is used instead of the piezo actuating element 2 which exerts a linear movement.
Der maximale Verstellweg des Betätigungselementes 7 ist mit ΔLmax angegeben. Die Aktorhülse 6 stützt sich auf deren dem Betätigungselement 7 gegenüber liegenden Seite über ein als Druckfeder ausgebildetes Aktorfederelement 8 an einer mit der Aufnahme 3 verbundenen Grundplatte 9 des Gehäuses 5 ab. Die Steifigkeit des Piezostellelementes 2, insbesondere der Piezoelemente in dessen Aktorhülse 6, ist sehr groß im Vergleich zur Federhärte des Aktorfederelementes 8. Hierbei sind die Piezoelemente bzw. ist das Piezoelement nicht notwendigerweise wie im Ausführungsbeispiel von der Aktorhülse 6 umgeben. Vielmehr kann ein Piezoelement auch direkt in der Aufnahme 3 geführt sein. In diesem Fall kann anstelle der Aktorhülse 6 beispielsweise zwischen dem Piezostellelement 2 und dem Aktorfederelement 8 ein in der Aufnahme 3 verschiebbarer Lagerblock vorgesehen sein. The maximum adjustment path of the actuating element 7 is specified with ΔL max . The actuator sleeve 6 is supported on its side opposite the actuating element 7 via an actuator spring element 8 designed as a compression spring on a base plate 9 of the housing 5 connected to the receptacle 3 . The rigidity of the piezo actuating element 2 , in particular of the piezo elements in its actuator sleeve 6 , is very great compared to the spring hardness of the actuator spring element 8 . Here, the piezo elements or the piezo element are not necessarily surrounded by the actuator sleeve 6 as in the exemplary embodiment. Rather, a piezo element can also be guided directly in the receptacle 3 . In this case, instead of the actuator sleeve 6 , a bearing block displaceable in the receptacle 3 can be provided, for example, between the piezo setting element 2 and the actuator spring element 8 .
Vor der Montage des Kolbenhalters 4 ist das Aktorfederelement 8 entspannt bzw. dessen Federweg durch einen nicht dargestellten Anschlag begrenzt. Der Kolbenhalter 4 führt einen Kolben 10 mit einem maximalen Verstellweg ΔSmax. Anstelle eines Kolbens kann alternativ beispielsweise auch eine Membran betätigt werden. Der Kolben 10 ist über ein als diesen umgebende O-Ringfeder ausgebildetes Kolbenfederelement 11 federnd gelagert. Der maximale Verstellweg ΔSmax des Kolbens 10 entspricht dem maximalen Verstellweg des Kolbenfederelementes 11. Das Kolbenfederelement 11 ist zwischen dem Kolbenhalter 4 und einer einen Teil des Kolbens 10 bildenden Kolbenplatte 12 eingespannt. Den Verstellweg der Kolbenplatte 12 in Richtung zum Kolbenhalter 4 begrenzt ein mit diesem fest verbundener oder aus diesem gebildeter Anschlag 13. Before the piston holder 4 is assembled, the actuator spring element 8 is relaxed or its spring travel is limited by a stop (not shown). The piston holder 4 guides a piston 10 with a maximum adjustment path ΔS max . Instead of a piston, a membrane can alternatively be actuated, for example. The piston 10 is resiliently supported by a piston spring element 11 formed as an O-ring spring surrounding it. The maximum adjustment path ΔS max of the piston 10 corresponds to the maximum adjustment path of the piston spring element 11 . The piston spring element 11 is clamped between the piston holder 4 and a piston plate 12 forming part of the piston 10 . The adjustment path of the piston plate 12 in the direction of the piston holder 4 is limited by a stop 13 that is firmly connected to it or formed from it.
Der Kolbenhalter 4 ist an einer der Grundplatte 9 gegenüber liegenden Aufnahmefläche 14 der Aufnahme 3 montierbar. Vor der Montage des Kolbenhalters 4 an der Aufnahme 3 wird das Betätigungselement 7 des Piezostellelementes 2 unter Nutzung des gesamten Verstellweges ΔLmax voll ausgefahren. Wird der Kolbenhalter 4 anschließend in Kontakt mit der Aufnahme 3 gebracht, so bedeutet dies, dass das Betätigungselement 7 bereits auf der Kolbenplatte 12 aufliegt, bevor der Kolbenhalter 4 an der Aufnahmefläche 14 anliegt. Bei der weiteren, mit Pfeilen angedeuteten Bewegung des Kolbenhalters 4 auf die Aufnahmefläche 14 zu wirken auf das Piezostellelement 2 entgegengesetzt gerichtete Federkräfte, nämlich die des Aktorfederelementes 8 und die des Kolbenfederelementes 11. Die Federkraft des Aktorfederelementes 8 übersteigt dabei die Federkraft des Kolbenfederelementes 11. Dadurch wird bei der Montage des Kolbenhalters 4 die Kolbenplatte 12 des Kolbens 10 an den Anschlag 13 gedrückt. Liegt die Kolbenplatte 12 am Anschlag 13 an, so wird das Piezostellelement 2 bei weiterer Annäherung des Kolbenhalters 4 an die Aufnahmefläche 14 entgegen der Kraft des Aktorfederelementes 8 in Richtung der Grundplatte 9 verschoben. Bei montiertem, d. h. an der Auflagefläche 14 anliegenden Kolbenhalter 4 und weiterhin voll ausgefahrenen Betätigungselement 7 wird das auch als Aktor bezeichnete Piezostellelement 2 mit einem Klemmelement 15 im Gehäuse 5 fixiert. Damit ist eine eindeutige Zuordnung zwischen der Kolbenposition, nämlich am Anschlag 13 anliegend, und der Position des Betätigungselementes 7, nämlich auf vollen Verstellweg ΔLmax ausgefahren, gegeben. Das Piezostellelement 2 ist damit im Gehäuse 5 justiert. The piston holder 4 can be mounted on a mounting surface 14 of the mounting 3 opposite the base plate 9 . Before mounting the piston holder 4 on the receptacle 3 , the actuating element 7 of the piezo actuating element 2 is fully extended using the entire adjustment path ΔL max . If the piston holder 4 is subsequently brought into contact with the receptacle 3 , this means that the actuating element 7 already lies on the piston plate 12 before the piston holder 4 rests on the receiving surface 14 . During the further movement of the piston holder 4, indicated by arrows, on the receiving surface 14 to act on the piezo actuator 2, oppositely directed spring forces, namely that of the actuator spring element 8 and that of the piston spring element 11 . The spring force of the actuator spring element 8 exceeds the spring force of the piston spring element 11 . As a result, the piston plate 12 of the piston 10 is pressed against the stop 13 when the piston holder 4 is assembled. If the piston plate 12 lies against the stop 13 , the piezo actuator 2 is displaced in the direction of the base plate 9 against the force of the actuator spring element 8 when the piston holder 4 approaches the receiving surface 14 . When the piston holder 4 is mounted, that is to say against the bearing surface 14, and the actuating element 7 is still fully extended, the piezo actuator 2, also referred to as the actuator, is fixed in the housing 5 with a clamping element 15 . This provides a clear association between the piston position, namely abutting the stop 13 , and the position of the actuating element 7 , namely extended to the full adjustment path ΔL max . The piezo actuator 2 is thus adjusted in the housing 5 .
Das Klemmelement 15 bleibt beim weiteren Betrieb des Piezoaktors 1 in Klemmposition. Dagegen ist das Aktorfederelement 8 ein reines Montagehilfsmittel, das während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Piezoaktors 1 ohne Funktion ist. Die nutzbaren Kräfte, die auf den Kolben 10 wirken, werden durch die Kraft des Betätigungselementes 7 sowie die Kraft des Kolbenfederelementes 11 bestimmt. Der Verstellweg ΔSmax des Kolbenfederelementes 11 und der Verstellweg ΔLmax des Betätigungselementes 7 sind derart aufeinander abgestimmt, dass ΔSmax > ΔLmax ist und somit das Betätigungselement 7 stets an der Kolbenplatte 12 anliegt. Der Verstellweg ΔSmax des Kolbenfederelementes 11 beträgt beispielsweise 0,2 mm; der Verstellweg ΔLmax des Betätigungselementes 7 beispielsweise 0,08 mm. Bei montiertem Kolbenhalter 4 ist damit der maximale Verstellweg des Kolbens 10 auf den maximalen Verstellweg ΔLmax des Betätigungselementes 7 eingestellt. The clamping element 15 remains in the clamping position during further operation of the piezo actuator 1 . In contrast, the actuator spring element 8 is a pure assembly aid, which has no function during the intended operation of the piezo actuator 1 . The usable forces acting on the piston 10 are determined by the force of the actuating element 7 and the force of the piston spring element 11 . The adjustment path ΔS max of the piston spring element 11 and the adjustment path ΔL max of the actuating element 7 are coordinated with one another in such a way that ΔS max > ΔL max and thus the actuating element 7 is always in contact with the piston plate 12 . The displacement ΔS max of the piston spring element 11 is, for example, 0.2 mm; the displacement ΔL max of the actuating element 7, for example 0.08 mm. When the piston holder 4 is mounted, the maximum displacement of the piston 10 is set to the maximum displacement ΔL max of the actuating element 7 .
Die Fig. 3a zeigt als Teile eines Piezoaktors 1 ein Piezostellelement 2 in einer Aufnahme 3 mit einem Klemmelement 15. In Fig. 3b ist ein Schnitt A-A aus Fig. 3a dargestellt. Das auch als Piezostack bezeichnete Piezostellelement 2 ragt beiderseits aus einem Piezoblock 16 als Teil des Gehäuses 5 heraus. An dem Piezoblock 16 sind Haltestäbe 17 befestigt, die die Grundplatte oder Piezofederplatte 9 tragen. Das Klemmelement 15 ist mittels eines Handrades 18 in den Piezoblock 16 einschraubbar. Der Piezostack 2 ist im Piezoblock 16 von drei parallel zu diesem angeordneten vorzugsweise weichen Klemmstiften 19 umgeben. Das Klemmelement 15 übt über einen harten Klemmstift 20 einen Druck auf einen dieser weichen Klemmstifte 19 aus, so dass der Piezostack 2 beschädigungsfrei zwischen den drei weichen Klemmstiften 19 eingespannt ist. Auf der dem Klemmelement 15 gegenüber liegenden Seite des Piezostellelementes 2 ist ein Drucksensor 21 angeordnet, über den die Fixierung des Piezostellelementes 2 anzeigbar ist. Eine an den Drucksensor 21 angeschlossene Signalleitung 22 ragt auf der dem Klemmelement 15 gegenüber liegenden Seite des Piezoblocks 16 aus diesem heraus. Fig. 3a shows the parts of a piezoelectric actuator 1, a piezo actuator 2 in a housing 3 with a clamping element 15. In Fig. 3b is a section AA of Fig. 3a shown. The piezo actuator 2 , also referred to as a piezo stack, protrudes on both sides from a piezo block 16 as part of the housing 5 . Retaining rods 17 are attached to the piezo block 16 and support the base plate or piezo spring plate 9 . The clamping element 15 can be screwed into the piezo block 16 by means of a handwheel 18 . The piezo stack 2 is surrounded in the piezo block 16 by three preferably soft clamping pins 19 arranged parallel to it. The clamping element 15 exerts pressure on one of these soft clamping pins 19 via a hard clamping pin 20 , so that the piezo stack 2 is clamped between the three soft clamping pins 19 without damage. A pressure sensor 21 is arranged on the side of the piezo setting element 2 opposite the clamping element 15 , by means of which the fixation of the piezo setting element 2 can be indicated. A signal line 22 connected to the pressure sensor 21 protrudes from the piezo block 16 on the side opposite the clamping element 15 .
Die Fig. 4 zeigt im Längsschnitt einen Piezoaktor 1 mit den in den Fig. 3a, 3b dargestellten Teilen. Der Piezoblock 16 ist über einen Distanzklotz 23 an einer Kopfanschraubplatte 24 befestigt. Eine Wärmeisolierungsplatte 25 und eine Zwischenplatte 26 sind ebenfalls fest mit dem Piezoblock 16 verbunden. Der Kolbenhalter 4 ist mehrteilig mit einer Niederhalteplatte 33, einem Chipaufnahmerahmen 35, in dem ein TopSpot-Dosierchip 34 eingelegt ist, und einer Aufnahmeplatte 27 aufgebaut. Die Aufnahmeplatte 27 ist wie in Fig. 5 dargestellt an Winkelhaltern 28 geführt. Zur besseren Wärmeübertragung von der Zwischenplatte 26 auf den Kolbenhalter 4 befindet sich in einer Aussparung der Zwischenplatte 26 eine Wärmeleitfolie 32. FIG. 4 shows in longitudinal section a piezo actuator 1 with the parts shown in FIGS . 3a, 3b. The piezo block 16 is fastened to a head screw plate 24 via a spacer block 23 . A heat insulation plate 25 and an intermediate plate 26 are also firmly connected to the piezo block 16 . The piston holder 4 is constructed in several parts with a hold-down plate 33 , a chip holding frame 35 , in which a TopSpot dosing chip 34 is inserted, and a holding plate 27 . The mounting plate 27 is guided on angle brackets 28 as shown in FIG. 5. For better heat transfer from the intermediate plate 26 to the piston holder 4 , a heat-conducting film 32 is located in a recess in the intermediate plate 26 .
Die Fig. 5, 6, 7 und 8 zeigen in verschiedenen Ansichten den gesamten Piezoaktor 1. Zur Fixierung der Aufnahmeplatte 27 innerhalb des Kolbenhalters 4 dient ein Klemmzapfen 29, der über einen Klemmgriff 30 betätigbar ist. Die Aufnahmeplatte 27 ist mittels eines Griffes 31 bei gelösten Klemmgriffen 30 leicht aus dem Kolbenhalter 4 entnehmbar. Figs. 5, 6, 7 and 8 show various views of the entire piezoelectric actuator 1. A clamping pin 29 , which can be actuated via a clamping handle 30, is used to fix the receiving plate 27 within the piston holder 4 . The receiving plate 27 can be easily removed from the piston holder 4 by means of a handle 31 when the clamping handles 30 are released .
Durch den modularen Aufbau des Gehäuses 5 mit einer Aufnahme 3 und einem
mit dieser verbindbaren Kolbenhalter 4 ist der Piezoaktor 1 sehr gut für die
Verwendung mit unterschiedlichen Kolben 10, Kolbenhaltern 4 sowie
Piezostellelementen 2 geeignet. Besonders vorteilhaft ist die Selbstjustierung des
Piezostellelementes 2 bei der Montage des Kolbenhalters 4 an der Aufnahme 3.
Bezugszeichenliste
1 Piezoaktor
2 Piezostellelement
3 Aufnahme
4 Kolbenhalter
5 Gehäuse
6 Aktorhülse
7 Betätigungselement
8 Aktorfederelement
9 Grundplatte
10 Kolben
11 Kolbenfederelement
12 Kolbenplatte
13 Anschlag
14 Aufnahmefläche
15 Klemmelement
16 Piezoblock
17 Haltestäbe
18 Handrad
19 Weiche Klemmstifte
20 Harter Klemmstift
21 Drucksensor
22 Signalleitung
23 Distanzklotz
24 Kopfanschraubplatte
25 Wärmeisolierungsplatte
26 Zwischenplatte
27 Aufnahmeplatte
28 Winkelhalter
29 Klemmzapfen
30 Klemmgriff
31 Griff
32 Wärmeleitfolie
33 Niederhalteplatte
34 TopSpot-Dosierchip
35 Chipaufnahmerahmen
ΔLmax max. Verstellweg des
Betätigungselementes
ΔSmax max. Verstellweg des
Kolbenfederelementes
Due to the modular construction of the housing 5 with a receptacle 3 and a piston holder 4 which can be connected to it, the piezo actuator 1 is very well suited for use with different pistons 10 , piston holders 4 and piezo actuating elements 2 . The self-adjustment of the piezo actuator 2 is particularly advantageous when the piston holder 4 is mounted on the receptacle 3 . Reference number list 1 piezo actuator
2 piezo actuator
3 recording
4 piston holders
5 housing
6 actuator sleeve
7 actuating element
8 actuator spring element
9 base plate
10 pistons
11 piston spring element
12 piston plate
13 stop
14 receiving surface
15 clamping element
16 piezoblock
17 holding rods
18 handwheel
19 soft clamping pins
20 Hard clamping pin
21 pressure sensor
22 signal line
23 distance block
24 head screw plate
25 heat insulation plate
26 intermediate plate
27 mounting plate
28 angle bracket
29 clamping pins
30 clamping handle
31 handle
32 heat-conducting foil
33 hold-down plate
34 TopSpot dosing chip
35 chip holder frame
ΔL max max. Adjustment path of the actuating element
ΔS max max. Adjustment path of the piston spring element
Claims (7)
einem eine Aktorhülse (6) und ein Betätigungselement (7) aufweisenden Piezostellelement (2),
einem durch das Betätigungselement (7) betätigbaren Kolben (10),
einem das Piezostellelement (2) bewegbar führenden Gehäuse (5),
einem mit der Aktorhülse (6) einerseits und mit dem Gehäuse (5) andererseits verbundenen Aktorfederelement (8),
einem mit dem Kolben (10) einerseits und einem Kolbenhalter (4) andererseits verbundenen Kolbenfederelement (11), dessen Federkraft der Federkraft des Aktorfederelements (8) entgegenwirkt,
wobei die Aktorhülse (6) relativ zum Gehäuse (5) über ein Klemmelement (15) fixierbar ist. 1. Piezo actuator ( 1 ) with
a piezo actuator ( 2 ) having an actuator sleeve ( 6 ) and an actuating element ( 7 ),
a piston ( 10 ) which can be actuated by the actuating element ( 7 ),
a housing ( 5 ) movably guiding the piezo actuator ( 2 ),
an actuator spring element ( 8 ) connected to the actuator sleeve ( 6 ) on the one hand and to the housing ( 5 ) on the other hand,
a piston spring element ( 11 ) connected to the piston ( 10 ) on the one hand and a piston holder ( 4 ) on the other hand, the spring force of which counteracts the spring force of the actuator spring element ( 8 ),
the actuator sleeve ( 6 ) being fixable relative to the housing ( 5 ) by means of a clamping element ( 15 ).
Priority Applications (3)
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