DE102004002087A1 - Piezoactuator and a method for its production - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Piezoaktor, beispielsweise zur Betätigung eines mechanischen Bauteils vorgeschlagen, mit einem Mehrschichtaufbau von Piezolagen mit in Wirkrichtung dazwischen angeordneten Innenelektroden (5, 7), die alternierend mit einer positiven und einer negativen elektrischen Ladung beaufschlagbar sind. Die wechselseitige Kontaktierung der Innenelektroden (5, 7) erfolgt mit Kontaktelementen (2, 3), die jeweils in einer inneren Ausnehmung der Piezolagen (4, 6; 10, 11, 12, 13) liegen und dabei die Piezolagen (4, 6; 10, 11, 12, 13) senkrecht zum Lagenaufbau wechselseitig mit einer positiven und negativen Spannung kontaktieren. Die Kontaktelemente (2, 3) sind aus in die jeweiligen Ausnehmungen jeder Piezolage (4, 6; 10, 11, 12, 13) eingebrachtem leitenden Material gebildet, so dass durch die wechselseitige Kontaktierung mit den Innenelektroden (5, 7) jedes Kontaktelement (2, 3) jeweils die übernächste Innenelektrode (5, 7) mit der gleichen Polarität verbindet.A piezoactuator, for example for actuating a mechanical component, is proposed, having a multilayer structure of piezoelectric layers with internal electrodes (5, 7) interposed therebetween, which can be acted upon alternately with a positive and a negative electrical charge. The mutual contacting of the inner electrodes (5, 7) takes place with contact elements (2, 3), each of which lies in an inner recess of the piezoelectric layers (4, 6, 10, 11, 12, 13) and thereby the piezoelectric layers (4, 6; 10, 11, 12, 13) perpendicular to the layer structure mutually contact with a positive and negative voltage. The contact elements (2, 3) are formed from conductive material introduced into the respective recesses of each piezoelectric layer (4, 6; 10, 11, 12, 13), so that each contact element (5, 7) is formed by mutual contact with the internal electrodes (5, 7). 2, 3) in each case the next but one inner electrode (5, 7) connects with the same polarity.

Description

Die Erfindung betrifft einen Piezoaktor, beispielsweise zur Betätigung eines mechanischen Bauteils wie ein Ventil oder dergleichen, nach den gattungsgemäßen Merkmalen des Hauptanspruchs.The The invention relates to a piezoelectric actuator, for example for actuating a mechanical component such as a valve or the like, according to the generic features of the main claim.

Es ist beispielsweise aus der DE 199 28 189 A1 bekannt, dass unter Ausnutzung des sogenannten Piezoeffekts ein Piezoelement zur Steuerung des Nadelhubes eines Ventils oder dergleichen aus einem Material mit einer geeigneten Kristallstruktur aufgebaut werden kann. Bei Anlage einer äußeren elektrischen Spannung erfolgt eine mechanische Reaktion des Piezoelements, die in Abhängigkeit von der Kristallstruktur und der Anlagebereiche der elektrischen Spannung einen Druck oder Zug in eine vorgebbare Richtung darstellt.It is for example from the DE 199 28 189 A1 It is known that by utilizing the so-called piezoelectric effect, a piezo element for controlling the needle stroke of a valve or the like can be constructed of a material having a suitable crystal structure. When an external electrical voltage is applied, a mechanical reaction of the piezoelectric element takes place, which, depending on the crystal structure and the contact regions of the electrical voltage, represents a pressure or tension in a predeterminable direction.

Der Aufbau eines solchen Piezoaktors erfolgt beim Stand der Technik in mehreren Schichten als sogenannter Multilayer-Aktor, wobei Innenelektroden, über die die elektrische Spannung aufgebracht wird, jeweils in Wirkrichtung zwischen den Schichten angeordnet werden und mittels Kon taktflächen, die außen an der Oberfläche liegen, in unterschiedlichen Anordnungen kontaktiert werden. Wegen möglicher Risse der Piezokeramik im Kontaktierungsbereich werden hier auch überbrückende Leiter eingesetzt, wie zum Beispiel Wellelektroden oder Siebe, Doppelsiebe oder Netze, die gut haften und die Dehnung während des Arbeitshubes des Piezoaktors mitmachen müssen. Beispielhaft ist eine solche Anordnung in der EP 0 844 678 A1 beschrieben.The structure of such a piezoelectric actuator takes place in the prior art in several layers as a so-called multilayer actuator, wherein internal electrodes, via which the electrical voltage is applied, respectively in the effective direction between the layers are arranged and contact surfaces by Kon, which lie outside on the surface, be contacted in different arrangements. Because of possible cracks in the piezoceramic in the contacting area here bridging conductors are used, such as corrugated electrodes or screens, twin screens or nets that adhere well and have to join the strain during the working stroke of the piezoelectric actuator. By way of example, such an arrangement in the EP 0 844 678 A1 described.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Der eingangs beschriebene Piezoaktor, der beispielsweise zur Betätigung eines mechanischen Bauteils verwendbar sein kann, weist einen Mehrschichtaufbau von Piezolagen mit in Wirkrichtung dazwischen angeordneten Innenelektroden auf, die alternierend mit einer positiven und einer negativen elektrischen Ladung beaufschlagbar sind. Es ist weiterhin eine aufgrund eines jeweils unterschiedlichen Elektrodendesigns der Innenelektroden wechselseitige Kontaktierung der Innenelektroden nach außen führbar. In vorteilhafter Weise erfolgt erfindungsgemäß die wechselseitige Kontaktierung der Innenelektroden mit Kontaktelementen, die jeweils in einer inneren Ausnehmung der Piezolagen liegen und dabei die Piezolagen senkrecht zum Lagenaufbau wechselseitig mit einer positiven und negativen Spannung kontaktieren. Die Kontaktelemente sind dabei aus in die jeweiligen Ausnehmungen jeder Piezolage eingebrachten leitendem Material gebildet, wobei durch die wechselseitige Kontaktierung mit den Innenelektroden jedes Kontaktelement jeweils die übernächste Innenelektrode mit der gleichen Polarität anschließt.Of the initially described piezoelectric actuator, for example, for actuating a mechanical component can be used, has a multi-layer structure of piezoelectric layers with internal electrodes interposed in the direction of action alternating with a positive and a negative electric Charge can be acted upon. It is still one due to one each different electrode design of the internal electrodes mutual contacting of the internal electrodes outwards feasible. In Advantageously, according to the invention, the mutual contacting the internal electrodes with contact elements, each in an inner Recess of the piezoelectric layers lie and thereby the piezoelectric layers perpendicular to build up a layer alternately with a positive and negative Contact voltage. The contact elements are made in the respective recesses of each piezoelectric layer introduced conductive Material formed, whereby through the mutual contact with the inner electrodes of each contact element in each case the next inner electrode with the same polarity followed.

Mit der Erfindung ist es auf einfache Weise gelungen, eine Anordnung zu schaffen, mit der ein elektrischer Anschluss der Innenelektrodenbindung ermöglicht wird, der auf eine außenliegende, elektrisch leitende Elektrode verzichtet. In vorteilhafter Weise werden auch keine innenliegenden, durchgehenden starren Pins in den Piezoaktor eingebracht, denn bei diesen stellt die elektrische Anbindung der Innenelektroden an den Pin ein großes Problem dar.With The invention has succeeded in a simple way, an arrangement to provide an electrical connection of the internal electrode binding, the on an outside, electrically conductive electrode omitted. In an advantageous way Also, there are no internal, continuous rigid pins in introduced the piezoelectric actuator, because in these represents the electrical Connecting the internal electrodes to the pin is a big problem.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das eingebrachte leitende Material aus dem gleichen Stoff wie das Elektrodenmaterial für die Innenelektroden gebildet. Hier ist aber auch oder ein anderes elektrisch leitendes und vorzugsweise auch dehnungstolerantes Füllmaterial anwendbar. Beim Prozess des Bedruckens der gestanzten sogenannten Grün- oder Keramikfolien für die Piezolagen wird somit das Innenelektrodenmaterial selbst in die Ausnehmungen bzw. Löchern der Keramikfolie eingefüllt und somit stellt übereinandergestapelt das elektrisch leitendende Innenelektrodenmaterial auch den Strompfad in vertikaler in z-Richtung, das heißt senkrecht zu den Piezolagen, dar.at a preferred embodiment is the introduced conductive material of the same material as the electrode material for the internal electrodes formed. Here is also or another electric conductive and preferably also strain-tolerant filler applicable. In the process of printing the punched so-called green or Ceramic foils for the piezo layers thus become the internal electrode material itself the recesses or holes the ceramic foil filled and thus puts stacked the electrically conductive internal electrode material also the current path in the vertical direction in the z direction, that is perpendicular to the piezo layers, represents.

Bei einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen für die Kontaktelemente bei allen Piezolagen an den jeweils gleichen Orten auf der Piezolage angebracht. Bei einer anderen Alternative sind die Ausnehmungen für die Kontaktelemente bei allen Piezolagen derart an verschiedenen Orten auf der Piezolage angebracht, dass jeweils nur ein Teilkontaktelement an die jeweils übernächste Innenelektrode gleicher Polarität geführt ist.at an embodiment are the recesses for the contact elements at all piezo layers to the same Places attached to the piezo layer. For another alternative are the recesses for the contact elements at all piezo layers so on different Placed on the piezoelectric layer, that in each case only a partial contact element to the next but one inner electrode of the same polarity guided is.

Zusammenfassend ergeben sich Vorteile vor allem durch eine besonders einfache Anbindung der elektrisch leitenden Innenelektrodenschicht über das Innenelektrodenmaterial und es ist ein platzsparender Aufbau möglich, da die Kontaktierung in das Innere des Piezoaktorvolumens gelegt ist. Es erfolgt somit eine maximale Ausnutzung des Piezoaktorquerschnitts bei einer Optimierung der aktiven Piezoaktorfläche und es ist auch eine erhöhte Lebensdauer durch Reduktion der inneren Spannungen bei einer gleichmäßigen Verteilung der Strompfade möglich.In summary Benefits are mainly due to a particularly simple connection the electrically conductive inner electrode layer via the inner electrode material and it is a space-saving construction possible because the contacting placed in the interior of the Piezoaktorvolumens. It is thus done a maximum utilization of the Piezoaktorquerschnitts in an optimization the active piezoelectric actuator surface and it is also an elevated one Lifespan by reduction of internal stresses with a uniform distribution the current paths possible.

Mit einem besonders geeigneten Verfahren zur Herstellung eines der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Piezoaktoren werden die einzelnen ausgestanzten Piezolagen vor der Zusammenfügung zu einem Piezoaktor mit dem Innenelektrodenmaterial bedruckt, die Ausnehmungen mit dem Material für die Innenelektroden oder mit anderem leitendem Material gefüllt, die einzelnen Piezolagen mit den Innenelektroden und den Kontaktelementen übereinandergestapelt, laminiert und gesintert und an den herausgeführten Kontaktelementen werden dann Anschlusselemente für die elektrische Spannung angeschlossen.With a particularly suitable method for producing one of the piezoactuators according to the invention described above, the individual punched piezo layers are printed before joining to a piezoelectric actuator with the inner electrode material, the recesses filled with the material for the internal electrodes or with other conductive material, the individual piezo layers with the inside electrodes and the contact elements stacked, laminated and sintered and then connected to the lead-out contact elements connecting elements for the electrical voltage.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Piezoaktors werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:embodiments the piezoelectric actuator according to the invention will be explained with reference to the drawing. Show it:

1 eine schematische Ansicht eines Piezoaktors mit innenliegenden Kontaktelementen für einen elektrischen Anschluss der Innenelektroden, 1 a schematic view of a piezoelectric actuator with internal contact elements for an electrical connection of the internal electrodes,

2 eine Teilansicht einer Piezolage mit einer aufgedruckten Innenelektrode und mit leitendem Material ausgefüllte Ausnehmungen zur Bildung der Kontaktelemente, 2 a partial view of a piezoelectric layer with a printed inner electrode and filled with conductive material recesses to form the contact elements,

3 und 4 verschiedene Schnitte durch die Piezolage nach der 2 mit hier einseitiger Kontaktierung der Innenelektroden, 3 and 4 different cuts through the piezo layer after the 2 with here one-sided contacting of the internal electrodes,

5 eine Abfolge von übereinandergestapelten Piezolagen mit wechselseitiger Kontaktierung der Innenelektroden an jeweils gleichen Orten auf den Piezolagen und 5 a sequence of stacked piezoelectric layers with mutual contacting of the internal electrodes at the same locations on the piezoelectric layers and

6 eine alternative Abfolge von übereinandergestapelten Piezolagen mit wechselseitiger Kontaktierung der Innenelektroden an jeweils unterschiedlichen Orten auf den Piezolagen. 6 an alternative sequence of stacked piezoelectric layers with mutual contacting of the internal electrodes at respectively different locations on the piezoelectric layers.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

In 1 ist ein als sogenannter Multilayer aufgebauter Piezoaktor 1 gezeigt, der in an sich aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannter Weise aus Piezofolien eines Quarzmaterials mit einer geeigneten Kristallstruktur aufgebaut ist, so dass unter Ausnutzung des sogenannten Piezoeffekts bei Anlage einer äußeren elektrischen Spannung über Kontaktelemente 2 und 3 an anhand der nachfolgenden Figuren erläuterte Innenelektroden eine mechanische Reaktion des Piezoaktors 1 in Z-Richtung senkrecht zum Lagenaufbau erfolgt.In 1 is a piezoelectric actuator constructed as a so-called multilayer 1 shown, which is constructed in known per se from the prior art known manner from piezo foils of a quartz material having a suitable crystal structure, so that taking advantage of the so-called piezoelectric effect when applying an external electrical voltage via contact elements 2 and 3 on the basis of the following figures explained internal electrodes a mechanical reaction of the piezoelectric actuator 1 takes place in the Z direction perpendicular to the layer structure.

Aus 2 ist beispielhaft eine Piezolage 4 mit einer Innenelektrode 5 gezeigt, die Ausnehmungen zur Aufnahme der Kontaktelemente 2 und 3 aufweisen. Hergestellt werden die Piezolagen 4 aus Grünfolien, die an bestimmten Stellen Löcher für die Aufnahme der Kontaktelemente 2 und 3 aufweisen, diese können gestanzt, gebohrt oder gelasert werden. Diese Grünfolien können entweder zum Aufbau eines einzelnen Piezoaktors 1 dienen oder auch aus hier nicht dargestellten Karten mit einer Vierzahl von nebeneinanderliegend herausgearbeiteten Piezolagen zur Bildung eines komplexeren Aktorblocks von mehreren nebeneinanderliegenden Piezoaktoren 1 bestehen.Out 2 is an example of a piezo layer 4 with an inner electrode 5 shown, the recesses for receiving the contact elements 2 and 3 exhibit. The piezo layers are produced 4 from green sheets, which at certain points holes for receiving the contact elements 2 and 3 These can be stamped, drilled or lasered. These green sheets can either be used to build a single piezoelectric actuator 1 serve or from not shown here cards with a four-number of adjacent machined piezoelectric layers to form a complex actuator block of several juxtaposed piezoelectric actuators 1 consist.

Die wechselseitige Kontaktierungen der Innenelektroden 5 ist aus den Schnitten nach 3 und 4 zu entnehmen. Hier wird nur eine Piezolage 4 als Einzelelement näher beschrieben, welches aber auch, wie zuvor erwähnt, Teil einer Karte sein kann und später zur Bildung des Piezoaktors 1 oder einem Block aus mehreren Piezoaktoren 1 mit den anderen Piezolagen zusammengefügt wird.The mutual contacts of the internal electrodes 5 is from the cuts 3 and 4 refer to. Here is just a piezolayer 4 described in detail as a single element, but which, as previously mentioned, may be part of a card and later to form the piezoelectric actuator 1 or a block of several piezo actuators 1 is joined together with the other piezo layers.

Nachdem die Löcher zur Aufnahme der Kontaktelemente 2 und 3 gestanzt worden sind, wird die Grünfolie der Piezolage 4 mit dem Innenelektrodenmaterial zur Bildung der Innenelektrode 5 flächig gedruckt. Dabei kann zum Füllen der Löcher und zur Bildung des Kontaktelementes 2 nach der 3 und zur Bildung des Kontaktelementes 3 nach der 4 dasselbe Innenelektrodenmaterial verwendet werden wie für den flächigen Druck. Dadurch füllen sich die Löcher mit dem elektrisch leitenden Material und stellen den vertikalen Strompfad in z-Richtung, also die Kontaktelemente 2 und 3 dar. Es können aber auch aus Gründen der Anpassungen der elektrischen oder thermischen Leitfähigkeit in einem zweiten Schritt nach dem Siebrucken mit einem Injizieren aus einer Düse nur die Ausnehmungen für die Kontaktelemente 2 und 3 mit einem zweiten elektrischen Material gefüllt werden. Idealerweise handelt es sich auch hier um ein dehnungstolerantes Material, das im gesinterten Zustand die Piezoaktordehnung mitmacht.After the holes for receiving the contact elements 2 and 3 have been punched, the green sheet of the piezoelectric layer 4 with the inner electrode material for forming the inner electrode 5 printed flat. It can be used to fill the holes and to form the contact element 2 after 3 and for forming the contact element 3 after 4 the same internal electrode material used as for the area pressure. As a result, the holes fill with the electrically conductive material and provide the vertical current path in the z direction, ie the contact elements 2 and 3 However, for reasons of adapting the electrical or thermal conductivity in a second step after screen printing with an injection from a nozzle, only the recesses for the contact elements 2 and 3 be filled with a second electrical material. Ideally, this is also an expansion-tolerant material that participates in the sintered state, the piezoelectric actuator stretch.

Aus 5 ist zu entnehmen, wie die Piezolagen 4 mit der jeweiligen Innenelektrode 5 und Piezolagen 6 mit der wechselseitig anders gepolten Innenelektrode 7 übereinandergestapelt werden. Nach jeweils zwei Piezolagen 4 und 6 wiederholt sich die Stapelfolge. Die vertikalen stromführenden Kontaktelemente 2 und 3 ergeben dann zusammenlaminiert und gesintert ein stromführenden Pfad in z-Richtung.Out 5 you can see how the piezo layers 4 with the respective inner electrode 5 and piezo layers 6 with the mutually differently polarized inner electrode 7 stacked on top of each other. After every two piezolayers 4 and 6 the stacking sequence repeats itself. The vertical current-carrying contact elements 2 and 3 then laminated together and sintered a current-carrying path in the z-direction.

Wenn die zuvor beschriebenen bedruckten und gefüllten einzelnen Piezolagen 4 und 6 übereinandergestapelt, laminiert und gesintert werden, kann man je nach Stapelfolge, Orientierung und Ausbildung der einzelnen Piezolagen unterschiedliche innenliegende elektrische Strompfade bil den. Bei einem Ausführungsbeispiel nach 6 erzeugt die Stapelfolge von einzelnen Piezolagen 10 bis 13 stromführende vertikale Pfade als Kontaktelemente, die jeweils nur zur übernächsten Piezolage führen. Hier existiert somit kein durchgehender vertikaler elektrischer Strompfad als Kontaktelemente 2 und 3, was bei optimaler Auslegung zur Minimierung von internen mechanischen Spannungen führen kann.If the previously described printed and filled individual piezolayers 4 and 6 stacked, laminated and sintered, you can depending on the stacking sequence, orientation and design of the individual piezo layers different internal electrical current paths bil. In an embodiment according to 6 generates the stacking sequence of individual piezolayers 10 to 13 current-carrying vertical paths as contact elements, which lead in each case only to the next but one piezoelectric layer. Thus, there is no continuous vertical electrical current path as contact elements 2 and 3 , which can lead to the minimization of internal mechanical stresses when optimally designed.

Claims (5)

Piezoaktor, mit – einem Mehrschichtaufbau von Piezolagen mit in Wirkrichtung dazwischen angeordneten Innenelektroden (5,7), die alternierend mit einer positiven und einer negativen elektrischen Ladung beaufschlagbar sind, und mit – einer aufgrund eines jeweils unterschiedlichen Elektrodendesigns der Innenelektroden (5, 7) wechselseitigen Kontaktierung der Innenelektroden (2, 3), die jeweils nach außen führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die wechselseitige Kontaktierung der Innenelektroden (5, 7) mit Kontaktelementen (2, 3) erfolgt, die jeweils in einer inneren Ausnehmung der Piezolagen (4, 6; 10, 11, 12, 13) liegen und dabei die Piezolagen (4, 6; 10, 11, 12, 13) senkrecht zum Lagenaufbau wechselseitig mit einer positiven und negativen Spannung kontaktieren, dass – die Kontaktelemente (2, 3) aus in die jeweiligen Ausnehmungen jeder Piezolage (4, 6; 10, 11, 12, 13) eingebrachtes leitendes Material gebildet sind und dass dabei durch die wechselseitige Kontaktierung mit den Innenelektroden (5, 7) jedes Kontaktelement (2, 3) jeweils die übernächste Innenelektrode (5, 7) mit der gleichen Polarität verbindet. Piezoactuator, with - a multilayer structure of piezoelectric layers with internal electrodes interposed in the direction of action ( 5 . 7 ), which can be acted upon alternately with a positive and a negative electric charge, and with - one due to a respective different electrode design of the internal electrodes ( 5 . 7 ) mutual contacting of the internal electrodes ( 2 . 3 ), which can be guided to the outside, characterized in that - the mutual contacting of the internal electrodes ( 5 . 7 ) with contact elements ( 2 . 3 ), which in each case in an inner recess of the piezoelectric layers ( 4 . 6 ; 10 . 11 . 12 . 13 ) and thereby the piezo layers ( 4 . 6 ; 10 . 11 . 12 . 13 ) perpendicular to the layer structure mutually contact with a positive and negative voltage, that - the contact elements ( 2 . 3 ) out into the respective recesses of each piezoelectric layer ( 4 . 6 ; 10 . 11 . 12 . 13 ) introduced conductive material and that thereby by the mutual contact with the internal electrodes ( 5 . 7 ) each contact element ( 2 . 3 ) in each case the next inner electrode ( 5 . 7 ) connects with the same polarity. Piezoaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das eingebrachte leitende Material aus dem gleichen Stoff wie das Elektrodenmaterial für die Innenelektroden (5, 7) gebildet ist.Piezoelectric actuator according to claim 1, characterized in that - the introduced conductive material of the same substance as the electrode material for the internal electrodes ( 5 . 7 ) is formed. Piezoaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Ausnehmungen für die Kontaktelemente (2, 3) bei allen Piezolagen (4, 6) an den jeweils gleichen Orten auf der Piezolage (4, 6) angebracht sind.Piezoelectric actuator according to claim 1 or 2, characterized in that - the recesses for the contact elements ( 2 . 3 ) at all piezo layers ( 4 . 6 ) at the same locations on the piezo layer ( 4 . 6 ) are mounted. Piezoaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Ausnehmungen für die Kontaktelemente (2, 3) bei alen Piezolagen (10, 11, 12, 13) derart an verschiedenen Orten auf der Piezolage (10 ,11, 12, 13) angebracht sind, dass jeweils nur ein Teilkontaktelement an die jeweils übernächste Innenelektrode (2, 3) gleicher Polarität geführt ist.Piezoelectric actuator according to claim 1 or 2, characterized in that - the recesses for the contact elements ( 2 . 3 ) at all piezo layers ( 10 . 11 . 12 . 13 ) at different locations on the piezoelectric layer ( 10 . 11 . 12 . 13 ) are mounted, that in each case only a partial contact element to the next but one inside electrode ( 2 . 3 ) of the same polarity is performed. Verfahren zur Herstellung eines Piezoaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die einzelnen Piezolagen (4, 6; 10, 11, 12, 13) vor der Zusammenfügung zu einem Piezoaktor (1) mit dem Innenelektrodenmaterial bedruckt werden, dass – die Ausnehmungen mit dem Material für die Innenelektroden (5,7) oder mit anderem leitendem Material gefüllt werden, dass – die einzelnen Piezolagen (4, 6; 10, 11, 12, 13) mit den Innenelektroden und den Kontaktelementen (2, 3) übereinandergestapelt, laminiert und gesintert werden und dass an den herausgeführten Kontaktelementen (2, 3) Anschlusselemente für die elektrische Spannung angeschlossen werden.Method for producing a piezoelectric actuator according to one of the preceding claims, characterized in that - the individual piezoelectric layers ( 4 . 6 ; 10 . 11 . 12 . 13 ) prior to assembly into a piezoelectric actuator ( 1 ) are printed with the internal electrode material that - the recesses with the material for the internal electrodes ( 5 . 7 ) or filled with other conductive material, that - the individual piezo layers ( 4 . 6 ; 10 . 11 . 12 . 13 ) with the internal electrodes and the contact elements ( 2 . 3 ) are stacked, laminated and sintered and that at the lead out contact elements ( 2 . 3 ) Connection elements for the electrical voltage can be connected.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010049311A1 (en) * 2010-10-22 2012-04-26 Epcos Ag Piezoelectric actuator component, has piezoelectric layers stack region connected with one of multiple electrically interconnected first conductive layers and disconnected from electrically interconnected second conductive layers

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602005004917T2 (en) * 2005-09-14 2009-03-05 Ariose Electronics Co., Ltd. Piezoelectric ceramic element and components thereof
CN102611967B (en) * 2011-12-09 2014-07-16 张家港市玉同电子科技有限公司 Bicrystal piezoelectric ceramic wafer and bicrystal piezoelectric ceramic loudspeaker made by same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0094078B1 (en) * 1982-05-11 1988-11-02 Nec Corporation Multilayer electrostrictive element which withstands repeated application of pulses
JPH0794796A (en) * 1993-09-24 1995-04-07 Fuji Elelctrochem Co Ltd Multilayered electrostrictive/piezoelectric device
JPH08316542A (en) * 1995-05-19 1996-11-29 Nippon Cement Co Ltd Manufacture of laminated piezoelectric actuator
JPH09162450A (en) * 1995-12-04 1997-06-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Multilayered piezo-electric device
DE19757877A1 (en) * 1997-12-24 1999-07-01 Bosch Gmbh Robert Method of manufacturing piezoelectric actuators and piezoelectric actuator
DE10024701A1 (en) * 2000-05-18 2001-11-29 Bosch Gmbh Robert Piezo actuator
JP2004002069A (en) * 2002-05-30 2004-01-08 Tdk Corp Processes for manufacturing piezoelectric ceramic and piezoelectric element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010049311A1 (en) * 2010-10-22 2012-04-26 Epcos Ag Piezoelectric actuator component, has piezoelectric layers stack region connected with one of multiple electrically interconnected first conductive layers and disconnected from electrically interconnected second conductive layers
DE102010049311B4 (en) 2010-10-22 2018-04-19 Epcos Ag Method for producing a piezoelectric actuator component

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