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Es wird ein piezoelektrischer Aktor, kurz Piezoaktor, angegeben, der aus einer Vielzahl piezoelektrischer Schichten mit dazwischen liegenden Innenelektroden aufgebaut ist. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die Innenelektroden dehnen sich die piezoelektrischen Schichten und damit der gesamte Piezoaktor aus, wodurch ein Hub erzeugt wird.
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Derartige Piezoaktoren werden beispielsweise zur Betätigung eines Einspritzventils in einem Kraftfahrzeug eingesetzt. Beim Betrieb des Piezoaktors treten mechanische Spannungen auf, wodurch Risse im Piezoaktor entstehen können. Diese Risse können die Funktionsweise des Piezoaktors beeinträchtigen, oder sogar zum Ausfall des Piezoaktors führen.
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In den Druckschriften
EP 0844678 B1 und
DE 10 2006 017 295 A1 sind monolithische Piezoaktoren beschrieben, bei denen Schichten eines piezoelektrischen Materials gestapelt angeordnet sind. Bei dem in der
EP 0844678 B1 beschriebenen Piezoaktor verläuft die Stapelrichtung parallel zur Längsachse des Piezoaktors, bei dem in der
DE 10 2006 017 295 A1 beschriebenen Piezoaktor verläuft sie senkrecht zur Längsachse des Piezoaktors.
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Es ist eine zu lösende Aufgabe, einen Piezoaktor anzugeben, der eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
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Es wird ein Piezoaktor in Vielschichtbauweise angegeben, der eine Langsachse aufweist. Piezoelektrische Schichten sind entlang einer Stapelrichtung zu einem Stapel angeordnet, wobei die Stapelrichtung senkrecht zur Längsachse des Piezoaktors verläuft. Die piezoelektrischen Schichten weisen Polarisationsrichtungen auf. Die Polarisationsrichtungen schließen mit der Langsachse des Piezoaktors Winkel kleiner als 45° ein. Der Piezoaktor weist Elektrodenmuster auf, die zwischen den piezoelektrischen Schichten angeordnet sind, wobei wenigstens ein Elektrodenmuster in mehrere Elektrodenstränge unterteilt ist. Wenigstens ein Elektrodenstrang weist eine integrierte Sicherung auf.
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Dabei ist ausdrücklich der Fall eingeschlossen, dass nicht in allen Bereichen des Piezoaktors die Polarisationsrichtungen in einem derartigen Winkel zur Längsachse verlaufen. Beispielsweise müssen sogenannte passive Zonen, die nicht zur Erzeugung des Hubs genutzt werden, nicht unbedingt polarisiert sein. Zudem können in wenigen Bereichen Polarisationsrichtungen ausgebildet sein, die einen anderen als den genannten Winkel mit der Längsachse des Piezoaktors einschließen.
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Zwischen den piezoelektrischen Schichten sind Innenelektroden angeordnet. Beim Anlegen einer Spannung zwischen zwei Innenelektroden dehnen sich die piezoelektrischen Schichten entlang ihrer Polarisationsrichtungen, entsprechend der Größe des in der jeweiligen Richtung anliegenden elektrischen Feldes, aus. Bei dem wie oben beschrieben polarisierten Piezoaktor wird vorzugsweise der longitudinale piezoelektrische Effekt genutzt. Dabei dehnt sich der Piezoaktor beim Anlegen einer elektrischen Spannung vorwiegend entlang seiner Hubrichtung aus, die hier der Längsachse des Piezoaktors entspricht. Als Hubrichtung wird die Richtung bezeichnet, die technisch, z. B. zur Betätigung einer Einspritzdüse, genutzt wird. Der elektromechanische Kopplungsfaktor, der ein Maß für die Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Energie ist, ist bei einer Nutzung des longitudinalen piezoelektrischen Effekts besonders groß.
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Vorzugsweise ist der Piezoaktor ein monolithischer Vielschichtaktor, der aus dünnen Folien eines piezoelektrischen Materials, beispielsweise Blei-Zirkonat-Titanat (PZT), hergestellt wird. Zur Bildung von Innenelektroden kann mittels eines Siebdruckverfahrens eine Metallpaste, z. B. eine Silber-Palladium-Paste, auf die Folien aufgebracht werden. Die Folien werden anschließend gestapelt, verpresst und gemeinsam gesintert. Damit sich der Piezoaktor beim Anlegen einer Spannung an die Innenelektroden, z. B. entlang seiner Längsrichtung ausdehnt, müssen die piezoelektrischen Schichten polarisiert werden. Zur Polarisierung der piezoelektrischen Schichten wird beispielsweise zwischen benachbarte Innenelektroden eine Gleichspannung angelegt und der Stapel gleichzeitig erwärmt.
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Zur elektrischen Kontaktierung der Innenelektroden kann auf zwei gegenüberliegenden Hauptflächen des Piezoaktors jeweils eine Grundmetallisierung aufgebracht werden. Diese Grundmetallisierung kann wie die Innenelektroden aus einer Einbrennpaste hergestellt werden, die durch Siebdruck auf die Außenseite des Stapels aufgebracht und gemeinsam mit dem Stapel gesintert wird. Die Innenelektroden sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie entlang der Stapelrichtung des Aktors abwechselnd mit einer Außenelektrode verbunden sind. Dazu können die Innenelektroden auf die Hauptfläche des Aktors herausgeführt sein, auf der eine Grundmetallisierung aufgebracht ist, und von der weiteren Hauptfläche beabstandet sein.
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Das Anordnen der piezoelektrischen Schichten in einer Richtung senkrecht zur Hubrichtung des Piezoaktors hat den Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung eines Risses zwischen den piezoelektrischen Schichten gegenüber einer Anordnung, bei der die piezoelektrischen Schichten entlang der Hubrichtung gestapelt sind, deutlich verringert ist.
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Im Folgenden wird die Gesamtheit der zwischen zwei piezoelektrische Schichten aufgebrachten Elektroden als „Elektrodenmuster” bezeichnet. Zusammen mit den piezoelektrischen Schichten sind auch die Elektrodenmuster entlang der Stapelrichtung des Piezoaktors gestapelt angeordnet.
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Wenigstens ein Elektrodenmuster weist mehrere Elektrodenstränge auf. Vorzugsweise weisen alle Elektrodenmuster mehrere Elektrodenstränge auf.
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Mit dem Begriff „Elektrodenstrang” ist ein zusammenhängender Teilbereich eines Elektrodenmusters bezeichnet, dessen Ausdehnung entlang der Längsachse des Piezoaktors wesentlich geringer ist, als die Ausdehnung der piezoelektrischen Schicht entlang dieser Richtung. Ist das Elektrodenmuster in mehrere Elektrodenstränge unterteilt, so weisen die Elektrodenstränge vorzugsweise in einer Verbindungslinie parallel zur Längsachse des Piezoaktors keine elektrische Verbindung auf.
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Die Elektrodenstränge sind elektrisch angeschlossen, d. h. jedem Strang ist ein elektrischer Pol zugeordnet. Vorzugsweise sind die Elektrodenstränge einer Polarität über eine einzige gemeinsame Außenelektrode elektrisch miteinander verbunden. In einer Ausführungsform sind die Elektrodenstränge nur über diese gemeinsame Außenelektrode elektrisch miteinander verbunden.
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Bei einer derartigen Unterteilung der Elektrodenmuster in Elektrodenstränge können beim Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen benachbarten Elektrodensträngen eines Elektrodenmusters oder verschiedener Elektrodenmuster elektrische Felder erzeugt werden, die Komponenten parallel zur Längsachse des Piezoaktors aufweisen. Auf diese Weise können Polarisationen der piezoelektrischen Schichten erzeugt werden, die ebenfalls Komponenten parallel zur Längsachse des Piezoaktors aufweisen.
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Vorzugsweise sind die Elektrodenstränge so angeordnet und elektrisch angeschlossen, dass die Verbindungslinie zwischen wenigstens einem Elektrodenstrang einer Polarität und dem nächstliegenden Elektrodenstrang einer anderen Polarität einen Winkel kleiner als 45° zur Längsachse einschließt. Vorzugsweise gilt dies für alle Elektrodenstränge. Hierbei verläuft eine Verbindungslinie in einer Schnittebene senkrecht zu den Elektrodensträngen.
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Auf diese Weise werden beim Anlegen einer Spannung zwischen benachbarten Elektrodensträngen elektrische Felder erzeugt, die einen Winkel kleiner als 45° zur Längsachse einschließen. Somit kann eine entsprechende Polarisationsrichtung der piezoelektrischen Schichten hergestellt werden.
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Vorzugsweise sind die Elektrodenstränge fingerartig ausgebildet, d. h. ihre Breite ist wesentlich geringer als ihre Länge. Befindet sich auf zwei gegenüberliegenden Hauptflächen des Piezoaktors eine Grundmetallisierung, mit der die Elektrodenstränge abwechselnd elektrisch verbunden sind, so verlaufen die fingerartigen Elektrodenstränge vorzugsweise senkrecht zur jeweiligen Hauptfläche.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Elektrodenstränge innerhalb eines Elektrodenmusters dieselbe Polarität auf. Vorzugsweise weisen dann die Elektrodenmuster entlang der Stapelrichtung des Piezoaktors abwechselnde Polaritäten auf.
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In diesem Fall verringert sich die Wahrscheinlichkeit dafür, dass ein entstandener Riss zu einem Kurzschluss zwischen Elektrodensträngen unterschiedlicher Polarität führt, da sich hierfür der Riss entlang der Stapelrichtung des Aktors ausbreiten müsste.
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Bei dieser Ausführungsform sind die Elektrodenstränge benachbarter Elektrodenmuster vorzugsweise in Bezug auf die Längsachse des Piezoaktors versetzt zueinander angeordnet.
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Auf diese Weise werden beim Anlegen einer Spannung zwischen benachbarten Elektrodensträngen elektrische Felder erzeugt, die einen Winkel kleiner als 45° zur Längsachse einschließen.
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In einer Ausführungsform weist ein Elektrodenmuster einen Kontaktbereich auf, der mindestens einen Elektrodenstrang mit einer Außenelektrode elektrisch verbindet. Der Kontaktbereich grenzt an die Außenelektrode an und weist eine Grenzfläche zur Außenelektrode auf, die größer ist, als der Leitungsquerschnitt des Elektrodenstrangs. Vorzugsweise stellt der Kontaktbereich die elektrische Verbindung aller Elektrodenstränge einer Polarität mit der entsprechenden Außenelektrode her.
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Da der Kontaktbereich über eine größere Fläche mit der Außenelektrode verbunden ist, als im Fall, dass der Elektrodenstrang direkt mit der Außenelektrode verbunden ist, kann leichter ein elektrischer Kontakt hergestellt werden. Bei der direkten Verbindung eines Elektrodenstrangs mit der Außenelektrode würde die Grenzfläche dem Leitungsquerschnitt eines Elektrodenstrangs entsprechen. Vorzugsweise ist die Ausdehnung des Kontaktbereichs entlang der Längsachse des Piezoaktors größer, als die Ausdehnung des Elektrodenstrangs entlang der Längsachse. Beispielsweise ist der Kontaktbereich ein Streifen, der sich entlang der Längsachse des Piezoaktors erstreckt und alle Elektrodenstränge einer Polarität mit einer Grundmetallisierung verbindet.
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Wenigstens ein Elektrodenstrang weist eine integrierte Sicherung auf. Vorzugsweise weist jeder Elektrodenstrang eine integrierte Sicherung auf.
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Tritt ein Kurzschluss zwischen Elektrodensträngen unterschiedlicher Polarität auf, so kann mittels dieser Sicherung ein betroffener Elektrodenstrang vom elektrischen Kontakt abgeschnitten werden. Dies bedeutet, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Elektrodenstrang und der mit ihm verbundenen Außenelektrode unterbrochen wird. Da sich eine Innenelektrode aus einer Vielzahl von Elektrodensträngen zusammensetzt, kann trotz des Ausfalls eines einzelnen Elektrodenstrangs eine Spannung an diese Innenelektrode angelegt werden. Dadurch ergibt sich keine oder nur eine geringe Beeinträchtigung im Betrieb des Piezoaktors.
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Vorzugsweise ist die integrierte Sicherung in einem Bereich des Elektrodenstrangs angeordnet, der zur Außenelektrode benachbart ist, mit der der Elektrodenstrang verbunden ist.
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Dabei umfasst der Begriff „benachbart” ausdrücklich den Fall, dass die integrierte Sicherung direkt an die Außenelektrode angrenzt und den Fall, dass sich zwischen der Sicherung und der Außenelektrode noch ein Teil des Elektrodenstrangs befindet. In zweiten Fall ist der Abstand zwischen der integrierten Sicherung und der Außenelektrode jedoch wesentlich geringer, als die gesamte Länge des Elektrodenstrangs. Auf diese Weise kann bei einem Kurzschluss ein großer Teil des Elektrodenstrangs von der Außenelektrode elektrisch abgeschnitten werden. Dann ist mit hoher Wahrscheinlichkeit auch der fehlerhafte Teil der Außenelektrode von der Spannungsversorgung abgetrennt.
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Beispielsweise wird die integrierte Sicherung von einer Engstelle des Elektrodenstrangs gebildet.
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Hierbei wird als Engstelle ein Abschnitt des Elektrodenstrangs bezeichnet, dessen Leitungsquerschnitt geringer ist, als der Leitungsquerschnitt der weiteren Abschnitte des Elektrodenstrangs.
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Vorzugsweise schmilzt die integrierte Sicherung beim Auftreten eines hohen Stromflusses und trennt den Elektrodenstrang von der Außenelektrode ab. Ein Elektrodenstrang mit einer derartigen integrierten Sicherung kann in einfacher Weise, beispielsweise im Siebdruckverfahren, hergestellt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Piezoaktor eine Umhüllung zum Schutz vor äußeren Einflüssen auf. Beispielsweise wird ein Teil dieser Umhüllung von Außenelektroden gebildet, die zwei gegenüberliegende Hauptflächen des Piezoaktors bedecken. Zudem kann der Piezoaktor an beiden Enden des Stapels von isolierenden piezoelektrischen Schichten abgeschlossen sein, die an ihren Außenseiten keine Elektroden aufweisen.
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Auf diese Weise kann eine besonders kostengünstige Umhüllung der Hauptflächen des Piezoaktors hergestellt werden. Die isolierenden piezoelektrischen Schichten können in einem einzigen Verfahrensschritt mit den restlichen Schichten des Stapels aufgebracht werden. Beispielsweise sind die piezoelektrischen Schichten Keramikschichten. Im Unterschied dazu wird bei Piezoaktoren, deren Stapelrichtung parallel zur Längsachse des Aktors verläuft, zumeist eine zusätzliche Umhüllung in Form einer Silikonschicht auf die Hauptflächen aufgebracht.
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Im Folgenden werden der angegebene Piezoaktor und seine vorteilhaften Ausgestaltungen anhand von schematischen und nicht maßstabsgetreuen Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 einen Piezoaktor in perspektivischer Ansicht,
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2A zwei Elektrodenmuster des Piezoaktors im Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung in perspektivischer Ansicht,
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2B ein Elektrodenmuster des Piezoaktors im Querschnitt parallel zu den Grundmetallisierungen des Aktors,
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2C die Polarisationsrichtungen zweier Keramikschichten im Querschnitt parallel zur Längsachse und parallel zur Stapelrichtung des Aktors,
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2D eine weitere Ausführungsform für Elektrodenmuster im Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung in perspektivischer Ansicht,
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3 einen Elektrodenstrang mit einer integrierten Sicherung im Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung des Aktors,
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4A eine weitere Ausführungsform für Elektrodenmuster im Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung in perspektivischer Ansicht,
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4B Elektrodenmuster gemäß 4A im Querschnitt parallel zu den Grundmetallisierungen des Aktors.
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1 zeigt einen Piezoaktor 1 in Vielschichtbauweise, bei dem eine Vielzahl von piezoelektrischen Schichten 2, 3, beispielsweise keramische Schichten, entlang einer Stapelrichtung S übereinander gestapelt ist. Der Piezoaktor 1 weist eine Längsachse L auf, die senkrecht zur Stapelrichtung S verläuft. Ein derartiger Piezoaktor 1 kann in einer Einspritzdüse zur Betätigung eines Einspritzventils eingesetzt werden, wobei die Hubrichtung des Piezoaktors entlang seiner Längsachse L verläuft.
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Zwischen den piezoelektrischen Schichten 2, 3 sind Elektrodenmuster 7, 8 angeordnet, die abwechselnd mit zwei seitlich am Stapel, hier an gegenüberliegenden Hauptflächen des Piezoaktors 1 angeordneten Außenelektroden 4, 5 elektrisch verbunden sind.
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Diese Außenelektroden 4, 5 entsprechen beispielsweise einer Grundmetallisierung. In diesem Ausführungsbeispiel bedecken die Außenelektroden 4, 5 einen Großteil zweier gegenüberliegender Hauptflächen des Piezoaktors 1 und stellen damit einen Schutz vor äußeren Einflüssen dar. An zwei weiteren gegenüberliegenden Hauptflächen sind Keramikschichten 21 angeordnet, auf deren Außenseiten keine Elektrodenmuster aufgebracht sind. Die Keramikschichten 21 schützen den Piezoaktor zudem vor äußeren Einflüssen. Am oberen und unteren Ende des Piezoaktors 1 befinden sich inaktive Zonen 11. In diesem Bereich dehnen sich die piezoelektrischen Schichten 2, 3 nicht aus. Beispielsweise kann der Piezoaktor hier in eine Vorrichtung eingespannt werden.
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2A zeigt zwei Elektrodenmuster 7, 8 des Piezoaktors 1 in einem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung S des Aktors. Die Elektrodenmuster 7, 8 sind auf die piezoelektrischen Schichten 2, 3 aufgebracht. Jedes Elektrodenmuster 7, 8 ist in mehrere Elektrodenstränge 71, 72, 81, 82 unterteilt. Die Elektrodenstränge 71, 72, 81, 82 sind fingerartig ausgeführt. Sie reichen senkrecht von den Außenelektroden 4, 5 in den Piezoaktor hinein und weisen eine geringe Dicke auf. Die Elektrodenstränge 71, 72 eines Elektrodenmusters 7 sind demselben elektrischen 201 zugeordnet. Dies wird dadurch erreicht, dass die Elektrodenstränge 71, 72 eines Elektrodenmusters 7 nur jeweils bis an eine Außenelektrode 4 geführt sind und mit dieser elektrisch verbunden sind und einen Abstand zur zweiten Außenelektrode 5 aufweisen. Entlang der Stapelrichtung S des Piezoaktors 1 weisen die Elektrodenmuster 7, 8 abwechselnde Polaritäten auf.
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Die Anzahl der Elektrodenstränge 71, 72 eines Elektrodenmusters 7 sowie ihre Ausdehnung ist abhängig von den Abmessungen des Piezoaktors. Beispielsweise sind zwischen zwei piezoelektrischen Schichten 100 bis 500 Elektrodenstränge 71, 72 angeordnet. Beispielsweise ist ein Elektrodenstrang entlang der Längsachse des Piezoaktors zwischen 1 μm und 5 μm breit und entlang der Stapelrichtung zwischen 3 μm und 75 μm dick.
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2B zeigt den Piezoaktor gemäß 1 im Querschnitt parallel zu den Hauptflächen, auf dem sich die Außenelektroden 4, 5 befinden. Zwischen den piezoelektrischen Schichten 2, 3 sind Elektrodenmuster 7, 8 angeordnet, die in einzelne Elektrodenstränge 71, 72, 81, 82 unterteilt sind. Die Elektrodenstränge 71, 81, benachbarter Elektrodenmuster 7, 8 sind in Bezug auf die Längsachse L des Piezoaktors 1 versetzt angeordnet und weisen keine Überlappung auf. Die Polarisationsrichtungen P innerhalb der piezoelektrischen Schichten 2, 3 sind als Pfeile eingezeichnet. Sie verlaufen entlang der Verbindungslinie zweier nächstgelegener Elektrodenstränge 71, 81 unterschiedlicher Polarität.
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Im Unterschied dazu werden bei Piezoaktoren, bei denen piezoelektrische Schichten entlang der Längsachse des Piezoaktors gestapelt sind, die Innenelektroden zumeist vollflächig zwischen die piezoelektrischen Schichten aufgetragen. In Analogie dazu kann beim vorliegenden Piezoaktor als Innenelektrode 61 eine Menge von Elektrodensträngen 61, 62 gesehen werden, die in einer Schnittebene senkrecht zur Längsachse L des Piezoaktors 1 liegt. Diese so definierte Innenelektrode 61 weist eine einheitliche Polarität auf und ist durch die dazwischen liegenden piezoelektrischen Schichten 2, 3 in mehrere Elektrodenstränge 61, 62 unterteilt. Aufgrund dieser Unterteilung ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass beim Ausfall eines Elektrodenstrangs 61 die gesamte Innenelektrode 6 betroffen ist, gering.
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In 2C ist ein vergrößerter Ausschnitt aus 2A gezeigt. Die Polarisationsrichtungen P schließen mit der Längsachse L des Piezoaktors einen Winkel α ein. Aufgrund der Anordnung der Elektrodenstränge 71, 81 ist dieser Winkel α kleiner als 45°. Dementsprechend schließt die Verbindungslinie zwischen einem Elektrodenstrang 71 einer Polarität und dem nächstliegenden Elektrodenstrang 81 einer anderen Polarität mit der Längsachse L des Piezoaktors 1 einen Winkel β kleiner als 45° ein.
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2D zeigt eine Ausführungsform eines Elektrodenmusters 7, bei der zur elektrischen Verbindung der Elektrodenstränge 71, 72 einer Polarität mit der Grundmetallisierung 5 ein Kontaktbereich 73 ausgebildet ist. Der Kontaktbereich 73 ist ein streifenförmiger Bereich des Elektrodenmusters 7, der sich entlang der Längsachse L des Piezoaktors 1 erstreckt und mit den Elektrodensträngen 71, 72 einer Polarität sowie mit der Grundmetallisierung 5 elektrisch verbunden ist. Die Grenzfläche des Kontaktbereichs 73 zur Außenelektrode 5 ist hierbei wesentlich größer als der Leitungsquerschnitt A eines Elektrodenstrangs 71, 72. Ein dazu benachbartes Elektrodenmuster 8 weist ebenfalls einen Kontaktbereich 83 auf, der die Elektrodenstränge 81, 82 der anderen Polarität mit der weiteren Grundmetallisierung 4 elektrisch verbindet.
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3 zeigt einen Elektrodenstrang 71 mit einer integrierten Sicherung 9 im Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung S. Die integrierte Sicherung 9 wird von einem Bereich des Elektrodenstrangs 71 gebildet, dessen Leitungsquerschnitt A geringer ist, als im restlichen Elektrodenstrang 7. Beispielsweise beträgt die Dicke des Elektrodenstrangs 7 in diesem Bereich 1/3 der Dicke im restlichen Bereich des Elektrodenstrangs 7. Ist der Elektrodenstrang 71 von einem Kurzschluss betroffen, so schmilzt die integrierte Sicherung 9 infolge des hohen Stromflusses und trennt den Großteil des Elektrodenstrangs 71 von der Außenelektrode 5 elektrisch ab. Ein Elektrodenstrang 81 eines benachbarten Elektrodenmusters 8 ist gestrichelt eingezeichnet. Dieser Elektrodenstrang 81 weist ebenfalls eine integrierte Sicherung 9 auf.
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Die 4A und 4B zeigen eine weitere Ausführungsform für die Anordnung und Polarisierung von Elektrodenmustern 7, 8 in einem Piezoaktor 1.
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Hier sind die Elektrodenstränge 71, 72 innerhalb eines Elektrodenmusters 7 entlang der Längsachse L abwechselnd mit den Außenelektroden 4, 5 verbunden und weisen somit abwechselnde Polaritäten auf. Die Elektrodenmuster 7, 8 weisen dieselbe Unterteilung in Elektrodenstränge 71, 72, 81, 82 und dieselbe Zuordnung der Elektrodenstränge 71, 72, 81, 82 zu elektrischen Polen auf. Daraus ergibt sich, dass entlang der Stapelrichtung die Elektrodenstränge 71, 81 benachbarter Elektrodenmuster dieselbe Polarität aufweisen. Im Unterschied zu der Anordnung in 2A sind die Elektrodenmuster 7, 8 nicht versetzt in Bezug auf die Längsachse L des Piezoaktors angeordnet.
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4B zeigt die Ausführungsform gemäß 4A in einem Querschnitt parallel zu den Grundmetallisierungen des Aktors. Die Polarisationsrichtungen P des Piezoaktors 1 verlaufen hier hauptsächlich entlang der Längsachse L des Piezoaktors 1.
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Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung an Hand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt, sondern umfasst jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen. Dies beinhaltet insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Piezoaktor
- 11
- inaktive Zone
- 2, 3, 21
- Keramikschicht
- 4, 5
- Außenelektrode
- 6
- Innenelektrode
- 7, 8
- Elektrodenmuster
- 61, 62, 71, 72, 81, 82
- Elektrodenstrang
- 73, 83
- Kontaktbereich
- 74, 84
- Grenzfläche zwischen Kontaktbereich und Außenelektrode
- 9
- integrierte Sicherung
- 91
- Engstelle
- P
- Polarisationsrichtung
- S
- Stapelrichtung
- L
- Längsachse
- α
- Winkel zwischen Polarisationsrichtung und Längsachse
- β
- Winkel zwischen Verbindungslinie zweier benachbarter Elektrodenstränge unterschiedlicher Polarität und Längsachse
- A
- Leitungsquerschnitt eines Elektrodenstrangs
