DE102007037554A1

DE102007037554A1 - Piezoelektrischer Aktor

Info

Publication number: DE102007037554A1
Application number: DE102007037554A
Authority: DE
Inventors: Michael Herr
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2009-02-12
Also published as: GB2451754A; GB2451754B; FR2919972A1; GB0814433D0; FR2919972B1

Abstract

Ein piezoelektrischer Aktor (2) für ein Brennstoffeinspritzventil (1) weist einen Aktorkörper (23) auf, der eine Vielzahl von keramischen Schichten (26, 27) und eine Vielzahl von zwischen den keramischen Schichten (26, 27) angeordneten Elektrodenschichten (28, 29) umfasst. Dabei werden die Domänenstrukturen in den keramischen Schichten (26, 27) durch eine variable Frequenzpolarisation ausgebildet, die in drei Abschnitten (T1, T2, T3) erfolgen kann. Beim Übergang auf einen folgenden Abschnitt der variablen Frequenzpolarisation wird dabei eine Frequenz einer Ansteuerungsspannung verringert und eine Amplitude der Ansteuerungsspannung erhöht.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Aktor für ein Brennstoffeinspritzventil und ein Brennstoffeinspritzventil mit solch einem piezoelektrischen Aktor. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Injektoren für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
Aus der DE 100 62 672 A1 ist ein piezokeramisches Bauelement mit einem Stapel aus mindestens zwei Keramikschichten und einer zwischen zwei Keramikschichten angeordneten Elektrodenschicht und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Die bekannten piezokeramischen Bauelemente umfassen in der Regel viele Schichten und sind beispielsweise als Aktoren in Piezostapeln nutzbar, indem durch Spannungsansteuerung eine trägheitsarme, mechanische Auslenkung vergleichsweise hoher Kraft erreicht wird.
Bei der Herstellung eines solchen piezoelektrischen Bauelements ist es denkbar, dass das Bauelement auf eine gewisse Temperatur erhitzt und anschließend unter Einwirkung einer Gleichspannung abgekühlt wird, um eine Polarisation zu erzielen. Dabei ist es wünschenswert, dass später im Betrieb des Bauelements beim Anlegen einer gewissen elektrischen Spannung eine definierte Verformung erzielt wird. Bei der Polarisation des piezoelektrischen Bauelements besteht allerdings die Gefahr, dass Polungsrisse in den keramischen Schichten auftreten, die die Funktion des piezoelektrischen Bauelements im Betrieb beeinträchtigen.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße piezoelektrische Aktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 13 haben den Vorteil, dass eine relativ kostengünstige Herstellung ermöglicht ist, wobei insbesondere eine hohe Zuverlässigkeit und Funktionsfähigkeit gewährleistet ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen piezoelektrischen Aktors und des im Anspruch 13 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Die Ansteuerungsspannung kann durch eine Wechselspannung mit einer überlagerten Gleichspannung beschrieben werden, so dass sich ein positives Wechselspannungsprofil ergibt. Vorzugsweise ist dabei ein Trapezprofil oder dergleichen gewählt, um einen hohen Energieeintrag zu gewährleisten.
Vorteile der variablen Frequenzpolarisation sind Ratioaspekte und eine günstige Ausbildung von Polungsrissen. Bezüglich Ratio kann gegebenenfalls der Prozessschritt des Heißpolens entfallen, wodurch ein Ofeneinsatz gespart wird.
Ein entscheidender Punkt bei der variablen Frequenzpolarisation ist das Ausnutzen der Eigenerwärmung des Aktorkörpers während einer Ansteuerung, beispielsweise einer gepulsten Trapezansteuerung.
Vorteilhaft ist es, dass die variable Frequenzpolarisation in mehreren Abschnitten erfolgt, wobei bei einem Übergang auf einen folgenden Abschnitt der variablen Frequenzpolarisation eine Frequenz einer Ansteuerungsspannung verringert und eine Amplitude der Ansteuerungsspannung erhöht ist. Dies hat den Vorteil, dass der Aktorkörper vor einer mechanischen und/oder thermischen Überlastung geschützt werden kann. Dadurch kann unter anderem erreicht werden, dass zu Beginn der Frequenzpolarisation im Wesentlichen eine Erwärmung des Materials des Aktorkörpers erfolgt und später die gewünschten Strukturen in dem Material des Aktorkörpers ausgebildet werden können. Dabei ist es vorteilhaft, dass die variable Frequenzpolarisation zumindest drei Abschnitte umfasst, die zeitlich aufeinander folgen. Dabei können allerdings auch weitere Zwischenabschnitte vorgesehen sein. In dem ersten Abschnitt ist eine relativ hohe Frequenz und eine relativ niedrige Amplitude der Ansteuerungsspannung gewählt, so dass eine Erhitzung der keramischen Schichten erfolgt. Ferner werden Umlagerungs- und Diffusionsprozesse in einem Lot ermöglicht. Die Temperatur kann hierbei beispielsweise 120°C betragen. In dem zweiten Intervall wird die Frequenz etwas verringert und die Amplitude der Ansteuerungsspannung erhöht, so dass ein gewisses Übergangsintervall gegeben ist. Im dritten Intervall, das zur Polarisation dient, wird die Frequenz weiter verringert und die Amplitude der Ansteuerungsspannung erhöht, wobei es zu einem Temperaturanstieg auf beispielsweise mehr als 150°C kommen kann. Eine zeitliche Dauer des dritten Abschnitts kann beispielsweise 30 s oder mehr betragen. Um eine thermische Beschädigung an einer Lotverbindung bzw. einer Lackierung auf der Aktoroberfläche zu verhindern, muß eine Temperaturregelung vorgesehen sein, bei der beispielsweise Ventilatoren eingesetzt werden, die zur Temperaturregelung dienen.
Vorteilhaft ist es, dass eine Signalform der Ansteuerungsspannung für die variable Frequenzpolarisation trapezförmig ist. Dies hat den Vorteil, dass ein relativ hoher Energieeintrag im Vergleich zu einer Sinusform möglich ist.
Ferner ist es vorteilhaft, dass eine gewisse mechanische Vorspannung des Aktorkörpers während der Frequenzpolarisation besteht, beispielsweise durch eine Vorspannkraft von 200 N oder mehr. Dies hat den Vorteil, dass die Ausbildung von Polungsrissen vorteilhaft beeinflusst werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:
1 ein Brennstoffeinspritzventil mit einem piezoelektrischen Aktor in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 einen Frequenzverlauf und einen Amplitudenverlauf einer Ansteuerungsspannung während einer variablen Frequenzpolarisation bei der Herstellung des piezoelektrischen Aktors des Brennstoffeinspritzventils des Ausführungsbeispiels der Erfindung und
3 den piezoelektrischen Aktor des Brennstoffeinspritzventils des Ausführungsbeispiels der Erfindung während seiner Herstellung in einer vereinfachten Darstellung.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt ein Brennstoffeinspritzventil 1 mit einem piezoelektrischen Aktor 2 entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Brennstoffeinspritzventil 1 kann insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dienen. Ein bevorzugter Einsatz des Brennstoffeinspritzventils 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail, das Dieselbrennstoff unter hohem Druck zu mehreren Brennstoffeinspritzventilen 1 führt. Der erfindungsgemäße piezoelektrische Aktor 2 eignet sich besonders für solch ein Brennstoffeinspritzventil 1 und auch für eine inverse Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors 2. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 und der erfindungsgemäße piezoelektrische Aktor 2 eignen sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist ein Ventilgehäuse 3 und einen mit dem Ventilgehäuse 3 verbundenen Brennstoffeinlassstutzen 4 auf. An den Brennstoffeinlassstutzen 4 ist eine Brennstoffleitung anschließbar, um das Brennstoffeinspritzventil 1 über ein Common-Rail oder direkt mit einer Hochdruckpumpe zu verbinden. Über den Brennstoffeinlassstutzen 4 kann dann Brennstoff in einen im Inneren des Ventilgehäuses 3 vorgesehenen Aktorraum 5 eingeleitet werden, so dass sich im Betrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 Brennstoff in dem Aktorraum 5, in dem auch der piezoelektrische Aktor 2 vorgesehen ist, befindet. Der Aktorraum 5 ist durch ein Gehäuseteil 6 von einem ebenfalls im Inneren des Ventilgehäuses 3 vorgesehenen Brennstoffraum 7 getrennt. In dem Gehäuseteil 6 sind dabei Durchlassöffnungen 8, 9 ausgestaltet, um den über den Brennstoffeinlassstutzen 4 in den Aktorraum 5 geführten Brennstoff in den Brennstoffraum 7 zu leiten.
Das Ventilgehäuse 3 ist mit einem Ventilsitzkörper 10 verbunden, an dem eine Ventilsitzfläche 11 ausgebildet ist. Die Ventilsitzfläche 11 wirkt mit einem Ventilschließkörper 12 zu einem Dichtsitz zusammen. Dabei ist der Ventilschließkörper 12 einstückig mit einer Ventilnadel 15 ausgebildet, über die der Ventilschließkörper 12 mit einer im Aktorraum 5 vorgesehenen Druckplatte 16 verbunden ist. Dabei ist die Ventilnadel 15 durch das Gehäuseteil 6 entlang einer Achse 17 des Brennstoffeinspritzventils 1 geführt. Ein Federelement 18, das einerseits an dem Gehäuseteil 6 und andererseits an der Druckplatte 16 anliegt, beaufschlagt den piezoelektrischen Aktor 2 mit einer Vorspannkraft, wobei durch die Beaufschlagung außerdem die Ventilnadel 15 mittels der Druckplatte 16 betätigt wird, so dass der zwischen dem Ventilschließkörper 12 und der Ventilsitzfläche 11 gebildete Dichtsitz geschlossen ist.
Außerdem weist das Ventilgehäuse 3 ein Anschlusselement 20 auf, um das Anschließen einer elektrischen Zuleitung an das Brennstoffeinspritzventil 1 zu ermöglichen. Die elektrische Zuleitung kann dabei mittels eines Steckers an elektrische Leitungen 21, 22 angeschlossen werden. Die elektrischen Leitungen 21, 22 sind durch das Gehäuse 3 und einen an einen Aktorkörper 23 des Aktors 2 angefügten Aktorfuß 24 an den Aktorkörper 23 geführt. An den Aktorkörper 23 des piezoelektrischen Aktors 2 ist ferner ein Aktorkopf 25 angefügt, über den der Aktorkörper 23 entgegen der Kraft des Federelements 18 auf die Druckplatte 16 einwirkt. Der piezoelektrische Aktor 2 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel den Aktorkörper 23, den Aktorfuß 24 und den Aktorkopf 25 auf, so dass ein Aktormodul gebildet ist.
Der Aktorkörper 23 des piezoelektrischen Aktors 2 weist eine Vielzahl von keramischen Schichten 26, 27 und eine Vielzahl von zwischen den keramischen Schichten 26, 27 angeordneten Elektrodenschichten 28, 29 auf. Dabei sind in der 1 zur Vereinfachung der Darstellung nur die keramischen Schichten 26, 27 sowie die Elektrodenschichten 28, 29 gekennzeichnet. Die Elektrodenschichten 28, 29 sind abwechselnd mit der elektrischen Leitung 21 und der elektrischen Leitung 22 verbunden, so dass alternierend positive und negative Elektroden zwischen den keramischen Schichten 26, 27 vorgesehen sind.
Über die elektrischen Leitungen 21, 22 kann der piezoelektrische Aktor 2 geladen werden, wobei sich dieser in Richtung der Achse 17 ausdehnt, so dass der zwischen dem Ventilschließkörper 12 und der Ventilsitzfläche 11 ausgebildete Dichtsitz geöffnet wird. Dadurch kommt es zum Abspritzen von Brennstoff aus dem Brennstoffraum 7 über einen Ringspalt 30 und den geöffneten Dichtsitz. Beim Entladen des piezoelektrischen Aktors 2 zieht sich dieser wieder zusammen, so dass der zwischen dem Ventilschließkörper 12 und der Ventilsitzfläche 11 ausgebildete Dichtsitz wieder geschlossen ist.
Die Verbindung der elektrischen Leitungen 21, 22 mit den Elektrodenschichten 28, 29 kann durch außenliegende Elektrodenanbindungen 35, 36 erfolgen. Es können allerdings auch innenliegende Elektrodenanbindungen vorgesehen sein. Der Aktorkörper 23 ist zwischen dem Aktorkopf 25 und dem Aktorfuß 24 angeordnet.
Die Elektrodenanbindungen 35, 36 sind mittels einer Lotverbindung im Bereich einer Außenfläche 37 des Aktorkörpers 23 mit den Elektrodenschichten 28, 29 verbunden. Somit ist an der Außenfläche 37 des Aktorkörpers 23 ein Lot vorgesehen. Bei der Herstellung des piezoelektrischen Aktors 2 ist zu berücksichtigen, dass eine Beschädigung dieser Lotverbindungen weitgehend vermieden wird, um die Funktionsfähigkeit nicht zu beeinträchtigen.
Der piezoelektrische Aktor 2 kann außerdem eine Schutzummantelung aufweisen, die einen Schutz gegenüber einem in dem Aktorraum 5 vorgesehenen Brennstoff gewährleistet. Diese ist der Einfachheit halber nicht dargestellt.
2 zeigt einen Frequenz- und Amplitudenverlauf einer Ansteuerwechselspannung während einer variablen Frequenzpolarisation zur Ausbildung von Domänenstrukturen in den keramischen Schichten 26, 27 des Aktorkörpers 23 des piezoelektrischen Aktors 2 des Ausführungsbeispiels des Brennstoffeinspritzventils 1. Dabei ist in dem oberen Diagramm an der Abszisse die Zeit t und an der Ordinate die Frequenz f in Kilohertz angetragen. In dem unteren Diagramm ist an der Abszisse entsprechend dem oberen Diagramm die Zeit t angetragen, während an der Ordinate die Amplitude U der Ansteuerungsspannung in Volt angetragen ist. Zur Illustration der Erfindung sind in der 2 drei Abschnitte T1, T2, T3 bezüglich der Zeit t dargestellt. Dabei ist in dem ersten Abschnitt T1 die Frequenz f größer als 1 kHz und die Amplitude U kleiner als 80 V gewählt. In dem zweiten Abschnitt ist die Frequenz f größer als 0,5 kHz und kleiner als 1 kHz gewählt und die Amplitude U ist größer als 100 V und kleiner als 200 V gewählt. In dem dritten Abschnitt T3 ist die Frequenz f kleiner als 0,5 kHz gewählt und die Amplitude ist größer als 200 V gewählt. Dabei ist anzumerken, dass im Übergangsbereich zwischen den Abschnitten T1, T2 sowie den Abschnitten T2 und T3, die jeweils aufeinander folgen, Übergänge 38, 39 bezüglich des Frequenzverlaufs sowie Übergänge 38', 39' bezüglich des Amplitudenverlaufs auftreten, bei denen die tatsächlichen Werte von den gewählten und somit vorgegebenen Werten abweichen können. Die Übergänge 38, 39, 38', 39' sind beispielsweise durch gewisse Kapazitäten und Induktivitäten bedingt.
In dem ersten Abschnitt T1 wird durch eine Frequenz von mehr als 1 kHz und eine Amplitude von kleiner als 80 V der Ansteuerungsspannung nach einer gewissen Zeit eine Temperatur des Aktorkörpers 23 von beispielsweise 120°C erreicht. Dabei kann zusätzlich mittels eines Ventilators eine Temperaturregelung erfolgen. Dadurch werden Umlagerungs- und Diffusionsprozesse in einem Lot auf der Außenfläche 37 des Aktorkörpers ermöglicht.
In dem sich anschließenden zweiten Abschnitt T2 ist die Frequenz kleiner als 1 kHz und die Amplitude größer als 100 V gewählt. Der zweite Abschnitt T2 dient in diesem Ausführungsbeispiel als kurzer Übergangsabschnitt zwischen dem ersten Abschnitt T1 und dem dritten Abschnitt T3.
In dem dritten und entscheidenden Abschnitt T3, der mindestens 30 s dauert, erfolgt eine Polarisation der keramischen Schichten 26, 27 des piezoelektrischen Aktors 2. Hierbei wird vorzugsweise eine Temperatur von mindestens 150°C in den keramischen Schichten 26, 27 vorgegeben. Die Frequenz f ist hierbei kleiner als 500 Hz gewählt, während für die Amplitude U mehr als 200 V vorgegeben sind.
Die variable Frequenzpolarisation dient dazu, Domänenstrukturen innerhalb der keramischen Schichten 26, 27 des piezoelektrischen Aktors 2 so auszurichten, d. h. polarisieren, dass beim Anlegen einer elektrischen Spannung im Betrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 eine definierte Verformung des Aktors 2 zur Durchführung eines gewünschten Hubes der Ventilnadel 15 erzielt wird. Die Frequenzpolarisation kommt dabei vorzugsweise am Ende der Herstellungskette des Aktors 2 zum Einsatz. Zum Ausrichten der Domänenstrukturen ist eine Mindesttemperatur in Abhängigkeit von der angelegten Feldstärke erforderlich. Diese Temperatur wird durch die Eigenerwärmung des Aktors erzielt, indem dieser mit positiven Wechselspannungsprofilen in Rampenform oder Trapezform angesteuert wird. Beim Überschreiten der Mindesttemperatur, beispielsweise um ca. 8°C, kann es allerdings zu thermischen Schädigungen an einer Lotverbindung bzw. einer Lackierung auf der Außenfläche 37 des Aktorkörpers 23 kommen. Hierfür kann die Temperaturregelung beispielsweise mittels eines oder mehreren Ventilatoren Abhilfe schaffen.
3 zeigt den piezoelektrischen Aktor 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 während der Herstellung in einer vereinfachten Darstellung. Elektrische Leitungen 45, 46 verbinden die außen liegenden Elektrodenanbindungen 35, 36 mit einer Spannungsquelle 47, die hinsichtlich der Amplitude und Frequenz regelbar ist. Die von der Spannungsquelle 47 ausgegebene Ansteuerungsspannung dient zum Ansteuern der keramischen Schichten 26, 27 des Aktorkörpers 23. Dadurch wird die Durchführung der variablen Frequenzpolarisation ermöglicht. Die variable Frequenzpolarisation erfolgt dabei unter einer mechanischen Vorspannung des Aktorkörpers 23. Hierfür wird der Aktorkörper 23 zwischen ein Druckelement 48 und eine ortsfeste Anlageplatte 49 eingespannt. Das Druckelement 48 wird dann mit einer Vorspannkraft F beaufschlagt, so dass eine mechanische Vorspannung des Aktorkörpers 23 erzielt ist. Die Vorspannkraft F kann dabei 200 N oder mehr betragen. Durch die Vorspannkraft F wird die Ausbildung von Polungsrissen in den keramischen Schichten 26, 27 günstig beeinflusst, so dass eine hohe Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit des piezoelektrischen Aktors 2 und somit des Brennstoffeinspritzventils 1 erzielt ist.
Bei der Frequenzpolarisation ist es außerdem von Vorteil, wenn eine Signalform bei der Ausbildung der Domänenstrukturen von der Spannungsquelle 47 vorgegeben ist, die den Einsatzbedingungen des piezoelektrischen Aktors 2 beim Betrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 entspricht. Dadurch kann die Dauerstabilität erhöht werden. Abweichungen des gewünschten Ventilhubs der Ventilnadel 15 von dem tatsächlichen Hub der Ventilnadel 15, der durch die Ansteuerung im Betrieb gegeben ist, können dadurch minimiert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10062672 A1 [0002]

Claims

Piezoelektrischer Aktor (2), insbesondere Aktor für Brennstoffeinspritzventile, mit einem Aktorkörper (23), der eine Vielzahl von keramischen Schichten (26, 27) und eine Vielzahl von zwischen den keramischen Schichten (26, 27) angeordneten Elektrodenschichten (28, 29) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Domänenstrukturen in den keramischen Schichten (26, 27) durch eine variable Frequenzpolarisation ausgebildet sind.
Piezoelektrischer Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Frequenzpolarisation in mehreren Abschnitten (T1, T2, T3) erfolgt, wobei bei einem Übergang auf einen folgenden Abschnitt der variablen Frequenzpolarisation eine Frequenz einer Ansteuerungsspannung verringert und/oder eine Amplitude der Ansteuerungsspannung erhöht ist.
Piezoelektrischer Aktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Übergang auf einen folgenden Abschnitt der variablen Frequenzpolarisation die Frequenz der Ansteuerungsspannung verringert und gleichzeitig eine Amplitude der Ansteuerungsspannung erhöht ist.
Piezoelektrischer Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Frequenzpolarisation einen ersten Abschnitt (T1), einen zeitlich nach dem ersten Abschnitt (T1) vorgesehenen zweiten Abschnitt (T2) und zumindest einen zeitlich nach dem zweiten Abschnitt (T2) vorgesehenen dritten Abschnitt (T3) aufweist, dass eine Frequenz einer Ansteuerwechselspannung, mit der die keramischen Schichten (26, 27) angesteuert sind, und eine Amplitude der Ansteuerungsspannung im ersten Abschnitt (T1) so gewählt sind, dass eine Erhitzung der keramischen Schichten (26, 27) zur Ermöglichung von Umlagerungs- und Diffusionsprozessen in einem auf einer Außenfläche (37) des Aktorkörpers (23) vorgesehenen Lot, im dritten Abschnitt (T3) so gewählt sind, dass eine Polarisation der keramischen Schichten (26, 27) erfolgt, und im zweiten Abschnitt (T2) so gewählt sind, dass Zwischenwerte zwischen dem ersten Abschnitt (T1) und dem dritten Abschnitt (T3) angenommen sind.
Piezoelektrischer Aktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Abschnitt (T1) die Frequenz größer als 1 kHz und die Amplitude kleiner als 80 V gewählt sind.
Piezoelektrischer Aktor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Abschnitt (T2) die Frequenz größer als 0,5 kHz und kleiner als 1 kHz und die Amplitude größer als 100 V und kleiner als 200 V gewählt sind.
Piezoelektrischer Aktor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Abschnitt (T3) die Frequenz kleiner als 0,5 kHz und die Amplitude größer als 200 V gewählt sind.
Piezoelektrischer Aktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine zeitliche Länge des dritten Abschnitts (T3) zumindest 30 s ist.
Piezoelektrischer Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalform einer Ansteuerwechselspannung für die variable Frequenzpolarisation zumindest im Wesentlichen trapezförmig ist.
Piezoelektrischer Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Frequenzpolarisation unter einer mechanischen Vorspannung des Aktorkörpers (23) erfolgt ist.
Piezoelektrischer Aktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Vorspannung durch eine Vorspannkraft (F) mit zumindest 200 N aufgebracht ist.
Piezoelektrischer Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während der variable Frequenzpolarisation eine Temperaturregelung für den Aktorkörper (23) vorgesehen ist.
Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einem piezoelektrischen Aktor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und einem von dem Aktor (2) betätigbaren Ventilschließkörper (12), der mit einer Ventilsitzfläche (11) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt.
Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Aktors (2), der einen Aktorkörper (23) mit einer Vielzahl von keramischen Schichten (26, 27) und eine Vielzahl von zwischen den keramischen Schichten (26, 27) angeordneten Elektrodenschichten (28, 29) aufweist, wobei innerhalb der keramischen Schichten (26, 27) Domänenstrukturen durch eine variable Frequenzpolarisation ausgebildet werden.
Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Aktors, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während der variable Frequenzpolarisation eine Temperaturregelung für den Aktorkörper (23) vorgesehen ist.