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Die Erfindung betrifft einen Folienwandler mit einem Halteteil, einem elektroaktiven Verbundaufbau mit mindestens einem verformbaren Träger und mindestens zwei Elektroden, die auf entgegengesetzten Seiten des verformbaren Trägers angeordnet sind, und einem Lastangriffselement, das am elektroaktiven Verbundaufbau angebracht ist.
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Der Folienwandler kann dafür verwendet werden, elektrische Energie in mechanische Arbeit umzusetzen. Bekannt ist beispielsweise, ihn als Aktor einzusetzen.
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Der elektroaktive Verbundaufbau besteht vereinfacht ausgedrückt aus einem elastisch verformbaren Dielektrikum in der Form einer dünnen Folie, die als Träger für die beiden Elektroden dient. Die Elektroden sind auf der Oberseite und der Unterseite der Folie angebracht. Wenn zwischen den beiden Elektroden ein elektrisches Feld erzeugt wird, entsteht eine Anziehungskraft zwischen den Elektroden, sodass diese versuchen, den Abstand zwischen sich zu verringern. Dadurch wird der Träger zusammengedrückt. Da das Material des Trägers im Wesentlichen inkompressibel ist, ergibt sich aus einer Verringerung der Dicke des Trägers eine Zunahme der Länge. Hierdurch kann ein Hub des Lastangriffselements erzeugt werden, beispielsweise wenn dieses von einer Feder in eine bestimmte Richtung beaufschlagt wird.
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Im Stand der Technik wird das Halteteil üblicherweise als geschlossener Ring oder Rahmen ausgeführt, der den Verbundaufbau an allen Seiten umschließt. Dieser Rahmen und der Träger können beispielsweise in einer Draufsicht eine Kreisform oder eine rechteckige Form haben. Es hat sich herausgestellt, dass diese Form des Halteteils für verschiedene Anwendungen nicht optimal ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den bekannten Folienwandler so zu verbessern, dass sich ein besseres Verstellverhalten des Lastangriffselements ergibt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Folienwandler der eingangs genannten Art vorgesehen, dass das Halteteil an zwei voneinander abgewandten Enden des Verbundaufbaus angreift und das Lastangriffselement zwischen den beiden Enden des Verbundaufbaus angeordnet ist. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, den Verbundaufbau nicht mehr allseitig im Halteteil einzuspannen, sondern allgemein ausgedrückt ein streifenförmiges Verbundbauteil zu verwenden, das an seinen entgegengesetzten Enden vom Halteteil fixiert ist. Hierdurch ergibt sich eine längere freie Strecke des Verbundaufbaus, die in einen Hub des Lastangriffselements umgesetzt werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Verbundaufbau, wenn er nur an voneinander entgegengesetzten Enden gehalten ist, sich hauptsächlich entlang seiner Längsachse verformt, also primär in einer Richtung. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Folienwandler für Anwendungen geeignet ist, bei denen nur ein schmaler Bauraum zur Verfügung steht.
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Der Verbundaufbau hat vorzugsweise eine rechteckige Grundform. „Rechteckig“ bedeutet hier insbesondere, dass es zwei längere Seitenränder und zwei kürzere Seitenränder gibt. Vorzugsweise beträgt die Länge der längeren Seitenränder mindestens das Doppelte der Länge der kürzeren Seitenränder. „Rechteckig“ bedeutet nicht notwendigerweise, dass der Verbundaufbau zwingend gerade Seitenränder und/oder Ecken aufweist. Der Verbundaufbau kann eine „Bootsform“, eine Nierenform etc. aufweisen.
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Der Verbundaufbau kann grundsätzlich aus einem einzigen verformbaren Träger bestehen, der auf entgegengesetzten Seiten mit zwei Elektroden versehen ist. Es ist jedoch auch möglich, dass der Verbundaufbau zwei oder mehr verformbare Träger aufweist, zwischen denen in geeigneter Weise Elektroden angeordnet sind. Auf diese Weise kann die vom Folienwandler bereitgestellte mechanische oder elektrische Leistung erhöht werden.
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Wenn mehrere verformbare Träger vorgesehen sind, sind die Elektroden vorzugsweise im Bereich des Halteelements durchkontaktiert. Auf diese Weise können mit einem einzigen Kontakt mehrere Elektroden gleichzeitig angeschlossen werden.
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Der Träger ist vorzugsweise ein Dielektrikum, insbesondere ein dielektrisches Polymer. Besonders bevorzugt ist ein elektroaktives Polymer. Grundsätzlich kann der Träger eine Folie oder ein Film sein, beispielsweise aus einem Polymer, aus Silikon, einem Acrylat oder PU.
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Zur Herstellung des Trägers können verschiedene Verfahren verwendet werden. Besonders bevorzugt ist, den Träger als gedrucktes Bauteil auszuführen, das insbesondere durch ein Sieb-Druck-Verfahren, ein Tampon-Druck-Verfahren oder ein 3D-Druck-Verfahren hergestellt worden ist.
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Das Dielektrikum kann auch ein gegossenes Bauteil sein, das beispielsweise als Rotationsbeschichtung hergestellt worden ist.
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Die Elektroden können aus einem Matrixmaterial, einem leitfähigen Material, Lösungsmitteln und Zusätzen bestehen. Auf diese Weise lässt sich die gewünschte hohe Verformbarkeit bei guter elektrischer Leitfähigkeit erzielen.
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Als Matrixmaterial ist insbesondere ein Elastomer-Material geeignet, beispielsweise Silikon, Acrylat oder PU.
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Beim leitfähigen Material der Elektroden kann Ruß, Kohlenstoff-Nanoröhrchen, leitfähige Polymere, Nanodrähte oder eine Mischung aus diesen Materialien verwendet werden. Diese Materialien gewährleisten, dass die elektrische Leitfähigkeit der Elektroden auch über eine große Anzahl von Verformungszyklen aufrechterhalten ist und dass eine mechanische Verformung des Dielektrikums nicht beeinträchtigt wird.
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Die Elektroden können als gedrucktes Bauteil ausgeführt sein. Hierfür sind insbesondere ein Sieb-Druck-Verfahren, ein Tampon-Druck-Verfahren, ein 3D-Druck-Verfahren, ein Auflaminieren, ein Inkjet-Druckverfahren oder ein Aerosoljet-Verfahren geeignet. Diese Verfahren ermöglichen, die Elektroden unmittelbar auf dem Träger herzustellen.
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Die Elektroden können auch separat hergestellt und mit dem Träger verklebt werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Elektrode auf einer Seite des Trägers durchgehend ausgeführt ist. Alternativ ist auch möglich, dass die Elektrode auf einer Seite des Trägers aus zwei getrennten Elektrodenabschnitten besteht, die sich bei einer Betätigung auf demselben Potential befinden.
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Im Hinblick auf einen optimalen Hub des Lastangriffselements ist vorgesehen, dass der Verbundaufbau eine langgestreckte, rechteckige Grundform aufweist und das Halteteil an den beiden kürzeren Seiten des Verbundaufbaus angreift.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Halteteil aus zwei Fixierungsabschnitten besteht, von denen jeder an einem Ende des Verbundaufbaus angeordnet ist. Diese Fixierungsabschnitte müssen nicht notwendigerweise fest miteinander verbunden sein, sondern können an einem Basiselement angebracht sein, sodass der Verbundaufbau geeignet zwischen ihnen gehalten ist. Anders ausgedrückt: Die Fixierungsabschnitte sind nur indirekt über den Verbundaufbau miteinander verbunden.
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Vorzugsweise sind hierbei die Fixierungsabschnitte mit Befestigungsöffnungen versehen. Dies erleichtert es, die Fixierungsabschnitte an einem Basiselement zu befestigen. Insbesondere können die Befestigungsöffnungen auch für die Kontaktierung verwendet werden.
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Es ist auch möglich, dass die beiden Fixierungsabschnitte durch Verbindungsabschnitte miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist in der Grundform ein rahmenartiges Halteelement gebildet, das jedoch nur an zwei voneinander abgewandten Seiten mit dem Verbundaufbau verbunden ist, während der Verbundaufbau an den beiden anderen (längeren) Seiten von den beiden Verbindungsabschnitten getrennt ist.
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Zwischen den Fixierungsabschnitten und den Verbindungsabschnitten können Sollbruchstellen vorhanden sein. Dies ermöglicht es, die Verbindungsabschnitte mit geringem Aufwand dann zu entfernen, wenn sie bei einer speziellen Anwendung des Folienwandlers nicht notwendig sind. Dennoch ist es nicht erforderlich, für die unterschiedlichen Anwendungsfälle unterschiedliche Halteteile herzustellen.
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Der Abstand der Verbindungsabschnitte voneinander ist größer als die Breite des Lastangriffselements. Dies gewährleistet, dass die Verbindungsabschnitte den Hub des Lastangriffselements nicht behindern.
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Vorzugsweise weisen die Fixierungsabschnitte Kanten auf, die dem Verbundaufbau zugewandt sind, wobei diese Kanten abgerundet ausgeführt sind.
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Die abgerundeten Kanten gewährleisten, dass der Verbundaufbau auch bei einer hohen Anzahl von Betätigungszyklen nicht mechanisch beschädigt wird.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Halteelement aus einem Material besteht, dessen Härte höher ist als die Härte des verformbaren Trägers. Auf diese Weise wird verhindert, dass die bei einer Betätigung wirkenden Kräfte das Halteteil verformen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Lastangriffselement mindestens eine Seitenkante auf, die abgerundet ausgeführt ist. Auch dies dient dazu, die mechanischen Belastungen des Verbundaufbaus bei einer hohen Anzahl von Betätigungszyklen gering zu halten.
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Der Folienwandler kann zur Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Arbeit verwendet werden. Die mechanische Arbeit wird in der Form eines Betätigungshubs bereitgestellt, der mit einer Betätigungskraft ausgeführt wird.
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Es ist auch möglich, den Folienwandler zur Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie zu verwenden. Hierbei ändert sich der Abstand der Elektroden voneinander, wenn das Lastangriffselement von außen bewegt wird. Ähnlich wie bei einem aufgeladenen Kondensator, bei dem der Abstand der Kondensatorplatten voneinander geändert wird, ändert sich in diesem Fall beim Folienwandler die Spannung zwischen den Elektroden. Der Folienwandler kann also ähnlich wie ein Sensor oder wie ein Generator eingesetzt werden.
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Um einen elektrischen Durchschlag oder auch einen Kurzschluss zu anderen Bauteilen zu verhindern, kann auf der Elektrode eine elastisch verformbare Isolierschicht vorgesehen sein.
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Die Isolierschicht kann beispielsweise durch chemische Gasphasenabscheidung aufgebracht oder auf die Elektrode auflaminiert sein.
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Es ist auch möglich, dass die Isolierschicht ein gedrucktes Bauteil ist, das insbesondere durch Sieb-Druck-Verfahren, Tampon-Druck-Verfahren oder 3D-Druck-Verfahren aufgebracht wurde.
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Um den Hub des Lastangriffselements nicht zu beeinträchtigen, ist die Härte der Isolierschicht vorzugsweise geringer als die Härte des Verbundaufbaus.
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Geeignete Materialien für die Isolierschicht sind Silikon, Acrylat oder PU. Das Halteteil kann ein gedrucktes Bauteil sein, das vorzugsweise direkt auf den Verbundaufbau aufgedruckt ist. Hierdurch werden Montageschritte eingespart.
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Als Verfahren zum Aufdrucken des Halteteils können Sieb-Druck-Verfahren, Tampon-Druck-Verfahren oder 3D-Druck-Verfahren verwendet werden.
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Es ist auch möglich, dass das Halteteil ein Spritzgussteil ist, insbesondere ein Kunststoff-Spritzgussteil.
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Wenn das Halteteil separat vom Verbundaufbau hergestellt wird, kann es auf den Verbundaufbau auflaminiert werden, sodass es dort zuverlässig befestigt ist.
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Als Material für das Halteteil kann Epoxidharz verwendet werden. Dies zeichnet sich durch gute Isoliereigenschaften und eine hohe mechanische und chemische Beständigkeit aus.
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In das Halteteil können geeignete Leiterbahnen integriert werden, die zum Kontaktieren der Elektroden verwendet werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Halteteil mindestens einen Trennsteg aufweist, über den es während des Herstellungsprozesses mit einem benachbarten Halteteil verbunden ist. Der Trennsteg wird später entweder durchschnitten, durchstanzt oder vollständig entfernt, um das Halteteil vom benachbarten Halteteil zu trennen. Es ist dabei möglich, eine große Anzahl von Halteteilen gleichzeitig zu drucken oder in einer Spritzgussform herzustellen.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Verbundaufbau über intrinsische sensorische Eigenschaften verfügt.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einer geradzahligen Anzahl von Trägern das Verhältnis der Flächengröße der Elektroden und der Träger circa 1 betragen kann, ohne dass elektrische Überschläge zwischen den äußeren Elektrodenschichten stattfinden, da diese in diesem Fall bei Betätigen des Aktors auf das gleiche Potential gebracht werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
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1 schematisch einen erfindungsgemäßen Folienwandler, der zur Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Arbeit verwendet wird;
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2 schematisch einen erfindungsgemäßen Folienwandler, der zur Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie verwendet wird;
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3 in einer perspektivischen, schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Folienwandlers;
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4 in einer vergrößerten Seitenansicht das Detail IV von 3;
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5 den Folienwandler von 3 in einer Draufsicht;
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6 eine Seitenansicht des Folienwandlers von 5, wenn sich ein Lastangriffselement in derselben Ebene wie das Halteteil befindet;
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7 einen Schnitt entlang der Ebene VII-VII von 5, wobei das Lastangriffselement gegenüber der Darstellung von 6 gelängt ist;
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8 in einer Draufsicht eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Folienwandlers;
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9 in einer Draufsicht eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Folienwandlers;
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10 in einer Draufsicht ein Träger, der eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Folienwandlern enthält;
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11 in einer Draufsicht eine Matrix mit Elektroden, die beim Träger von 10 verwendet werden können;
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12 in einer Draufsicht einen Streifen mit mehreren nebeneinanderliegenden Folienwandlern; und
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13 in einer Draufsicht einen Streifen mit mehreren untereinanderliegenden Folienwandlern.
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In 1 ist schematisch ein Folienwandler 1 gezeigt, der als wesentliche Bauteile ein Halteteil 2 aufweist, in welchem ein streifenförmiger, elektroaktiver Verbundaufbau 3 gehalten ist. Am elektroaktiven Verbundaufbau 3 ist innerhalb des Halteteils 2 ein Lastangriffselement 4 angebracht.
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Das Lastangriffselement 4 wird an einer Seite von einer Feder 5 beaufschlagt, und an der entgegengesetzten Seite ist ein Bauteil 6 angebracht, das vom Folienwandler 1 betätigt wird.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Bauteil 6 um ein Ventilelement, das mit einem Ventilsitz 7 zusammenwirkt. Das Ventilelement 6 kann in der Richtung des Pfeils P verstellt werden, sodass es auf dem Ventilsitz 7 aufliegt, wodurch das Ventil geschlossen ist, oder vom Ventilsitz 7 abgehoben ist, wodurch das Ventil geöffnet ist.
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Ein besonderes Merkmal besteht darin, dass das Bauteil 6 mit dem Lastangriffselement 4 magnetisch gekoppelt ist. Zu diesem Zweck ist am Bauteil 6 ein Magnet 8 angeordnet, und das Lastangriffselement 4 besteht aus einem ferromagnetischen Material oder enthält ein ferromagnetisches Einlegeteil, beispielsweise eine kleine Stahlplatte.
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Der Magnet 8 kann als Kugel, Linse oder Walze ausgeführt sein, was den besonderen Vorteil hat, dass das Bauteil 6 in mindestens einer Richtung (bei einer Walze) oder in zwei Richtungen (bei einer Linse oder Kugel) relativ zum Lastangriffselement 4 schwenkbar ist. Dies ist insbesondere dann ein Vorteil, wenn das Bauteil 6 nicht translatorisch verstellt wird, sondern um eine Schwenkachse verdreht wird; in diesem Fall ändert sich die Ausrichtung des Bauteils 6 relativ zum Lastangriffselement 4.
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Da der Folienwandler bei der in 1 gezeigten Ausführungsform als Aktor arbeitet, ist er an eine Spannungsquelle 9 angeschlossen.
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In 2 ist eine zweite Ausführungsform gezeigt, bei der für die von der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass der Folienwandler bei der zweiten Ausführungsform dazu dient, mechanische Arbeit (zugeführt durch einen Hub des Bauteils 6) in elektrische Energie umzusetzen.
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Anhand der 3 bis 7 wird nachfolgend der Aufbau des Folienwandlers 1 im Detail beschrieben.
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Der Folienwandler 1 weist ein Halteteil 2 auf, in welchem der elektroaktive Verbundaufbau 3 gehalten ist. Das Halteteil 2 ist bei dieser Ausführungsform nach Art eines umlaufenden Rahmens ausgeführt, der sich aus zwei Fixierungsabschnitten 10 und zwei Verbindungsabschnitten 12 zusammensetzt. Die beiden Verbindungsabschnitte 12 erstrecken sich entlang den längeren Kanten des vom rahmenartigen Halteteil 2 definierten Rechtecks, und die Fixierungsabschnitte erstrecken sich entlang den kürzeren Kanten.
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Das Halteteil 2 ist hier insgesamt doppellagig ausgeführt, nämlich aus zwei miteinander kongruenten Teilen 2A, 2B. Das Halteteil 2 kann aber genauso gut einstückig ausgeführt sein.
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Zwischen den beiden Teilen 2A, 2B des Halteteils, genauer gesagt zwischen den Fixierungsabschnitten 10, sind die voneinander abgewandten Enden des rechteckigen elektroaktiven Verbundaufbaus 3 festgelegt. Der elektroaktive Verbundaufbau 3 erstreckt sich somit im Freiraum zwischen den parallel zueinander angeordneten Verbindungsabschnitten 12.
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Der elektroaktive Verbundaufbau besteht aus einem verformbaren Träger 20, der auf seinen Außenseiten (also der „Oberseite“ und der „Unterseite“) jeweils mit einer Elektrode 22 versehen ist.
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Zwischen den beiden Fixierungsabschnitten 10 ist am elektroaktiven Verbundaufbau das Lastangriffselement 4 angeordnet.
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Das Lastangriffselement 4 ist vorzugsweise mittig zwischen den beiden Fixierungsabschnitten 10 angeordnet.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Lastangriffselement 4 als rechteckige Platte ausgeführt, die mittig mit einer Öffnung versehen ist. Genauer gesagt besteht das Lastangriffselement 4 aus zwei Teilen 4A, 4B, die auf entgegengesetzten Seiten des Verbundaufbaus 3 angeordnet sind. Die Breite des Lastangriffselements 4 ist etwas geringer als der Abstand zwischen den beiden Verbindungsabschnitten 12 (siehe den in 5 auf jeder Seite verbleibenden Spalt s), und die Länge des Lastangriffselements 4 liegt in der Größenordnung des halben Abstands zwischen den Fixierungsabschnitten 10 (siehe 5). Das Lastangriffselement kann auch eine andere, an den jeweiligen Anwendungsfall angepasste Form haben. Es ist auch möglich, das Lastangriffselement nur an einer Seite des Verbundaufbaus 3 anzuordnen, beispielsweise indem es dort angeklebt wird.
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Die Breite des elektroaktiven Verbundaufbaus 3 entspricht hier der Breite des Lastangriffselements 4 und liegt somit ebenfalls etwas unterhalb des Abstandes der Verbindungsabschnitte 12 voneinander. Die Länge liegt im Bereich des Zwei- bis Vierfachen der Breite.
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Die Kanten des Halteteils 2 sowie des Lastangriffselements 4, entlang denen sich der elektroaktive Verbundaufbau bei einer Betätigung bewegt, sind verrundet (siehe die Fase 24 an den beiden Teilen 2A, 2B des Halteteils 2).
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Das Halteteil 2 ist aus einem vergleichsweise starren Material hergestellt, beispielsweise Epoxidharz. Die Festigkeit ist so hoch, dass das Halteteil 2 bei den auftretenden Belastungen als starrer Rahmen angenommen werden kann.
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Auch das Lastangriffselement 4 kann aus Kunststoff, beispielsweise einem Epoxidharz, hergestellt sein. Der Träger 20 ist eine Folie oder ein Film aus einem dielektrischen Polymer. Hierbei können Silikon, Acrylat oder PU verwendet werden.
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Die Elektroden 22, die auf den Träger 20 aufgebracht sind, bestehen aus einer Mischung aus einem Matrixmaterial (beispielsweise einem Elastomer wie Silikon, Acrylat oder PU), in das ein leitfähiges Material eingebettet ist (beispielsweise Ruß, Kohlenstoff-Nanoröhrchen, leitfähige Polymere, Nanodrähte oder eine Mischung aus diesen Materialien).
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Die Elektroden 22 erstrecken sich bis in den Bereich der Fixierungsabschnitte 10, wo sie mittels nicht dargestellter Kontakte elektrisch kontaktiert sind. Diese Kontakte befinden sich in Öffnungen 26, die in den beiden Fixierungsabschnitten 10 vorgesehen sind.
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Die Elektroden 22 können sich entweder durchgehend über den gesamten Träger erstrecken, also von einem Fixierungsabschnitt 10 durch das Lastangriffselement 4 hindurch zum anderen Fixierungsabschnitt 10, oder sie können sich nur ausgehend von den Fixierungsabschnitten 10 bis hin zum Lastangriffselement 4 erstrecken. Im ersten Fall ist es ausreichend, einen Kontakt auf der Oberseite und einen Kontakt auf der Unterseite anzuschließen. Im zweiten Fall müssen in jedem Fixierungsabschnitt 10 ein Kontakt sowohl auf der Unterseite als auch auf der Oberseite vorgesehen werden.
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Beim gezeigten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Elektroden 22 nicht bis hin zum Rand des Trägers 20 (siehe 3). Es ist grundsätzlich jedoch auch möglich, dass die Elektroden 22 die gesamte Oberfläche des Trägers 20 bedecken.
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Wenn an die Elektroden 22 ein geeignetes elektrisches Feld angelegt wird, werden die Elektroden 22 gegeneinander beaufschlagt. Dabei wird der Träger 20 elastisch zusammengedrückt. Da der Träger 20 aus einem im Wesentlichen inkompressiblen Material besteht, wird er (zusammen mit den Elektroden) länger. Im Ausführungsbeispiel von 1 führt dies dazu, dass die Feder 5 dazu in der Lage ist, das Lastangriffselement 4 nach rechts zu verschieben und dadurch das Ventil zu schließen.
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Wenn das elektrische Feld wieder entfernt wird, verkürzt sich der Träger 20, sodass die Feder 5 komprimiert und das Ventil geöffnet wird.
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Das Halteteil 2 kann mit dem elektroaktiven Verbundaufbau 3 verklebt werden. Es ist auch möglich, das Halteteil 2 als gedrucktes Bauteil auszuführen, das auf den elektroaktiven Verbundaufbau aufgedruckt wird.
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Dasselbe gilt für das Lastangriffselement 4.
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Die Elektroden 22 des elektroaktiven Verbundaufbaus können ebenfalls auf den Träger aufgedruckt werden.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel enthält der elektroaktive Verbundaufbau einen Träger mit zwei Elektroden. Es ist auch möglich, einen gestapelten Verbundaufbau zu verwenden, bei dem sich mehrere Elektroden mit mehreren Trägern abwechseln. In diesem Fall werden alle ungeraden Elektroden vorzugsweise gemeinsam durchkontaktiert, sodass sie sich bei einer Ansteuerung auf einem ersten Potential befinden, und alle geraden Elektroden werden durchkontaktiert, sodass sie sich auf einem zweiten Potential befinden.
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Die in 8 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass zwischen den Fixierungsabschnitten 10 und den seitlich davon angeordneten Verbindungsabschnitten 12 ein Schlitz 30 vorgesehen ist, der sich bis kurz vor die Außenkante des Halteteils 2 erstreckt. Somit sind die Verbindungsabschnitte 12 mit den Fixierungsabschnitten 10 lediglich durch sehr dünne Materialstege 32 verbunden, die als Sollbruchstellen wirken. Dies ermöglicht es, die Verbindungsabschnitte 12 mit geringem Aufwand ohne Werkzeug zu entfernen, wenn sie bei einem bestimmten Anwendungsfall nicht notwendig oder störend sind. In diesem Fall besteht das Halteteil 2 aus den beiden Fixierungsabschnitten 10, die nicht mehr direkt miteinander verbunden sind, sondern nur indirekt über den sich zwischen ihnen erstreckenden, elektroaktiven Verbundaufbau 3. Dann ist es allerdings notwendig, die Fixierungsabschnitte 10 in einem Abstand voneinander an einem Basisteil zu befestigen.
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Im Ausführungsbeispiel von 9 sind ähnlich der zweiten Ausführungsform von 8 Sollbruchstellen zwischen den Fixierungsabschnitten 10 des Halteteils 2 und den Verbindungsabschnitten 12 vorgesehen. Die Sollbruchstellen 32 sind hier als Abschnitte mit verringerter Wandstärke der beiden Teile 2A, 2B des Halteteils 2 ausgeführt, also als Nuten. Auch dies ermöglicht es, die Verbindungsabschnitte 12 bei Bedarf schnell zu entfernen.
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In 10 ist ein Träger 20 (also die flexible Folie) mit einer großflächigeren Ausgestaltungsform im Vergleich zu 5 dargestellt. Auf dem Träger 20 ist eine Vielzahl von Folienwandlern 1 neben- und untereinanderliegend in Art eines Matrixaufbaus angeordnet. Die Halteteile 2 sowie die Lastangriffselemente 4 können beispielsweise mittels Siebdruckverfahren, Tampondruckverfahren oder 3D-Druckverfahren auf den Träger 20 aufgebracht werden.
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Gleichzeitig können auch eine Vielzahl von Elektroden 22 (siehe 11) in einem für die Kontaktierung geeigneten Muster aufgebracht werden. Auch hierfür ist ein Druckverfahren geeignet.
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Nachdem die elektroaktiven Verbundaufbauten aufgebracht und die Halteteile komplettiert sind, können die so gebildeten einzelnen Folienwandler durch z.B. Ausstanzen aus dem großflächigen Träger 20 separiert werden.
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Alternativ können ausgehend von 10 mehrere Streifen mit mehreren nebeneinanderliegenden (12) bzw. untereinanderliegenden (13) Folienwandlern 1 ausgeschnitten werden. Durch zickzackartiges Falten dieser Streifen in Pfeilrichtung erhält man einen gestapelten Verbundaufbau aus mehreren aufeinanderliegenden Folienwandlern 1, bei dem sich mehrere Elektroden mit mehreren Trägern abwechseln, wie oben beschrieben.
