DE10225408B4 - Piezo actuator, process for its production and its use - Google Patents

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Abstract

Piezoaktor
mit einem Grundkörper (4), der einen Stapel (1) von übereinanderliegenden piezoelektrischen Schichten (2) und dazwischenliegenden Elektrodenschichten (3) enthält, an dessen Grundfläche (11a) und Deckfläche (11b) jeweils ein Endstück (12a, 12b) angeordnet ist und dessen Oberfläche wenigstens teilweise von einer Hülle (7) umspritzt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Hülle (7) unter mechanischer Zugspannung steht und die Endstücke (12a, 12b) von der Hülle (7) derart gegen die Grund- (11a) und Deckfläche (11b) gedrückt sind, daß der Piezoaktor mechanisch vorgespannt ist.piezo actuator
with a base body (4) which contains a stack (1) of superimposed piezoelectric layers (2) and intermediate electrode layers (3), on the base surface (11a) and top surface (11b) of which an end piece (12a, 12b) is arranged and the surface of which is at least partially encapsulated by a sheath (7),
characterized in that
the sheath (7) is under mechanical tension and the end pieces (12a, 12b) are pressed by the sheath (7) against the base (11a) and top surface (11b) in such a way that the piezo actuator is mechanically prestressed.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Piezoaktor mit übereinanderliegenden piezoelektrischen Schichten und dazwischenliegenden Elektrodenschichten. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Piezoaktors. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung des Piezoaktors.The The invention relates to a piezo actuator with superimposed piezoelectric Layers and intermediate electrode layers. Furthermore concerns the invention a method for producing the piezo actuator. Further The invention relates to the use of the piezo actuator.

In der gattungsbildenden Druckschrift US 5 295 288 A ist ein Piezoaktor mit zwei Endstücken beschrieben, die an der Grund- beziehungsweise Deckfläche des Grundkörpers angeordnet sind. Zum Schutz ist der Piezoaktor an der Mantelfläche zwischen dem Gehäuse und dem Grundkörper mit einem Elastomer umspritzt.In the generic publication US 5,295,288 A describes a piezo actuator with two end pieces, which are arranged on the base or top surface of the base body. For protection, the piezo actuator is overmolded with an elastomer on the lateral surface between the housing and the base body.

In der Druckschrift DE 197 15 488 C1 ist ein Piezoaktor beschrieben, der zur elektrischen Passivierung sowie zu Schutzzwecken auf der Mantelfläche mit einer Kunststoffhülle z. B. aus Elastomer umspritzt ist. Die untere Stirnfläche des Piezoaktors und die obere Druckplatte werden dabei jedoch nicht umspritzt.In the publication DE 197 15 488 C1 describes a piezo actuator that is used for electrical passivation and for protective purposes on the outer surface with a plastic cover z. B. is molded from elastomer. However, the lower end face of the piezo actuator and the upper pressure plate are not overmolded.

Die Druckschrift DE 199 10 111 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Piezoaktors mit einer Kunststoff passivierten Oberfläche und einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens. Dabei wird die Mantelfläche des Aktors mit einer Kunststoffschicht in einem Spritzgußverfahren umspritzt. Die Stirnflächen sind davon ausgenommen. Während des Umspritzens wird der Aktor durch eine Vorrichtung fixiert und vorgespannt. Die Kraftausübung erfolgt dabei mit Hilfe einer Feder.The publication DE 199 10 111 A1 describes a method for producing a piezo actuator with a plastic passivated surface and a device for performing the method. The outer surface of the actuator is overmolded with a plastic layer in an injection molding process. The end faces are excluded. During the extrusion coating, the actuator is fixed and prestressed by a device. The force is applied with the help of a spring.

In der Druckschrift DE 100 54 017 A1 ist ein Piezoaktor mit einem wärmeabführenden, hülsenförmigen Mantelelement beschrieben. Bei dem Mantelelement handelt es sich hier um ein Gummielement z. B. aus Silikonelastomer, das separat hergestellt wird. Das Gummielement dient zum Schutz des Aktors sowie zur Wärmeabfuhr.In the publication DE 100 54 017 A1 describes a piezo actuator with a heat-dissipating, sleeve-shaped jacket element. The jacket element is a rubber element such. B. made of silicone elastomer, which is manufactured separately. The rubber element serves to protect the actuator and to dissipate heat.

Aus der Druckschrift DE 199 08 471 A1 sind Piezoaktoren der eingangs genannten Art bekannt, bei denen der Grundkörper in eine hohlzylindrische Feder eingebaut ist, wodurch der Piezoaktor mit einer Druckspannung beaufschlagt ist. Durch das Aufbringen einer mechanischen Vorspannung auf einen Piezoaktor in Hubrichtung gelingt es, die elektromechanischen Kennwerte (insbesondere d33) der Keramik zu steigern und somit die Auslenkung des Bauteils zu erhöhen. Zusätzlich ist es für den keramischen Werkstoff günstig, durch das Beaufschlagen des Bauteils mit einer der Arbeitsrichtung entgegengesetzten Vorspannung die internen mechanischen Zugspannungen, die vor allem innerhalb der Isolationszone auftreten, zu minimieren.From the publication DE 199 08 471 A1 Piezo actuators of the type mentioned at the outset are known, in which the base body is built into a hollow cylindrical spring, as a result of which a compressive stress is applied to the piezo actuator. By applying a mechanical preload to a piezo actuator in the stroke direction, it is possible to increase the electromechanical characteristic values (in particular d 33 ) of the ceramic and thus to increase the deflection of the component. In addition, it is favorable for the ceramic material to minimize the internal mechanical tensile stresses that occur primarily within the insulation zone by subjecting the component to a pretension that is opposite to the working direction.

Der bekannte Piezoaktor hat den Nachteil, daß für die Herstellung der Rohrfeder ein großer Fertigungsaufwand erforderlich ist, der das Bauteil teuer macht. Darüber hinaus hat der bekannte Piezoaktor den Nachteil, daß der Einbau des Grundkörpers in die hohlzylindrische Feder fertigungstechnisch schwierig zu realisieren ist, womit der bekannte Piezoaktor unwirtschaftlich herzustellen ist. Darüber hinaus hat der bekannte Piezoaktor den Nachteil, daß zur Einstellung der mechanischen Vorspannung lediglich ein Parameter, nämlich die federnden Eigenschaften der hohlzylindrischen Feder zur Verfügung steht.The Known piezo actuator has the disadvantage that for the manufacture of the Bourdon tube a large Manufacturing effort is required, which makes the component expensive. About that In addition, the known piezo actuator has the disadvantage that the installation of the basic body difficult to implement in the hollow cylindrical spring is what the known piezo actuator is uneconomical to manufacture is. About that In addition, the known piezo actuator has the disadvantage that for adjustment the mechanical preload is only one parameter, namely the resilient properties of the hollow cylindrical spring is available.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Piezoaktor anzugeben, bei dem eine mechanische Vorspannung mit geringem Fertigungsaufwand herstellbar ist. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Piezoaktors anzugeben.It It is an object of the present invention to provide a piezo actuator, in which a mechanical preload can be produced with little manufacturing effort is. Another object of the present invention is a method specify to manufacture such a piezo actuator.

Diese Aufgaben werden gelöst durch einen Piezoaktor nach Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren zu dessen Herstellung nach Patentanspruch 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Piezoaktors beziehungsweise des Verfahrens sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.This Tasks are solved by a piezo actuator according to claim 1 and by a method to its manufacture according to claim 15. Advantageous embodiments of the piezo actuator or of the method are dependent on the claims remove.

Es wird ein Piezoaktor angegeben mit einem Grundkörper, der einen Stapel von übereinanderliegenden piezoelektrischen Schichten enthält. Zwischen den piezoelektrischen Schichten sind Elektrodenschichten angeordnet. Die Oberfläche des Grundkörpers ist wenigstens teilweise von einer unter mechanischer Zugspannung stehenden Hülle umspritzt. Der Grundkörper weist eine Grundfläche und eine Deckfläche auf. An der Grundfläche und an der Deckfläche ist jeweils ein Endstück angeordnet. Die Endstücke sind von der Hülle gegen die Grundfläche beziehungsweise die Deckfläche des Grundkörpers gedrückt.It a piezo actuator is specified with a base body which is a stack of superimposed ones contains piezoelectric layers. There are electrode layers between the piezoelectric layers arranged. The surface of the basic body is at least partially under mechanical tension standing shell molded. The basic body has a footprint and a top surface on. At the base and on the top surface is an end piece arranged. The end pieces are from the shell against the footprint respectively the top surface of the base body pressed.

Der Piezoaktor hat den Vorteil, daß die mechanische Vorspannung auf einfache und billig zu realisierende Weise durch Umspritzen des Grundkörpers mit einer Hülle hergestellt werden kann. Dadurch können bei der Herstellung des Piezoaktors Kosten eingespart werden.The Piezo actuator has the advantage that the mechanical pre-tensioning on simple and cheap to implement Made by overmolding the base body with a shell can be. This allows costs can be saved in the manufacture of the piezo actuator.

Es wird ferner ein Piezoaktor angegeben, bei dem wenigstens ein Endstück einen Mittelabschnitt aufweist, der gegenüber einem Randabschnitt des Endstücks erhaben ist. Der Randabschnitt des Endstücks ist von der Hülle bedeckt. Diese Formgebung des Endstücks hat den Vorteil, daß der mechanische Kontakt zwischen dem Piezoaktor und einer vom Piezoaktor anzutreibenden mechanischen Funktionseinheit über das Endstück geführt wird. Der Randabschnitt dient dann dazu, mittels der Zugspannung der Hülle das Endstück gegen den Grundkörper zu drücken. Die für das Umspritzen des Grundkörpers verwendeten Stoffe sind beispielsweise Kunststoffe, die eine nicht ausreichende mechanische Stabilität aufweisen, um direkt mechanisch mit weiteren Komponenten zusammenzuwirken.A piezo actuator is also specified in which at least one end piece has a central section which is raised relative to an edge section of the end piece. The edge portion of the end piece is covered by the sheath. This shape of the end piece has the advantage that the mechanical contact between the piezo actuator and one of the Pi ezoaktor driven mechanical functional unit is guided over the end piece. The edge section then serves to press the end piece against the base body by means of the tension of the casing. The materials used for the encapsulation of the base body are, for example, plastics which do not have sufficient mechanical stability to interact mechanically directly with other components.

Ferner ist es durch die spezielle Formgebung möglich, die Auslenkung des Piezoaktors über ein sehr steifes Endstück, das heißt über ein Endstück, dessen Elastizitätsmodul sehr groß ist, direkt an weitere mechanische Komponenten weiterzuleiten, ohne Auslenkung in einer möglicherweise sehr elastischen Hülle zu verlieren.Further Due to the special shape, it is possible to deflect the piezo actuator very precisely stiff end piece, that is about a Tail whose modulus of elasticity is very large forward directly to other mechanical components without deflection possibly in one very elastic cover to lose.

Demnach ist es vorteilhaft, wenn die Endstücke aus einem Material bestehen, das einen Steifemodul aufweist, der größer ist als 100 GPa.Therefore it is advantageous if the end pieces consist of a material, which has a stiffness modulus that is greater than 100 GPa.

Ein Endstück aus einem Werkstoff mit möglichst großem Steifemodul kann einen möglichst verlustfreien Kraftschluß zu weiteren mechanischen Komponenten ermöglichen.On tail from a material with as much as possible great Rigid module can do one if possible lossless adhesion enable further mechanical components.

Beispielsweise kommt für die Endstücke als Werkstoff Stahl in Betracht.For example comes for the end pieces steel as a material.

Die Endstücke können vorteilhafterweise rotationssymmetrisch gestaltet sein. Dies ist vorteilhaft, da die maximale Auslenkung von Piezoaktoren im Kopfbereich derselben ebenfalls rotationssymmetrisch erfolgt und somit eine optimale rotationssymmetrische kraftschlüssige Verbindung gewährleistet ist.The Tails can advantageously be designed to be rotationally symmetrical. This is advantageous because the maximum deflection of piezo actuators in the head area the same also takes place rotationally symmetrically and thus a optimal rotationally symmetrical non-positive connection is guaranteed.

Desweiteren ist es vorteilhaft, wenn das obere oder untere Endstück einen Mittelbereich aufweist, der über die Hülle 7 hinausragt. Dies hat den Vorteil, daß durch Anschleifen des Mittelbereichs eine Längenanpassung des Piezoaktors realisiert werden kann, ohne die möglicherweise aus empfindlichem Material bestehende Hülle zu stark mechanisch zu beschädigen.Furthermore, it is advantageous if the upper or lower end piece has a central region that extends over the casing 7 protrudes. This has the advantage that a length adjustment of the piezo actuator can be realized by grinding the central region without mechanically damaging the casing, which may be made of sensitive material.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Piezoaktor ferner ein elektrisches Kontaktelement zur Kontaktierung von Elektrodenschichten aufweist. Das elektrische Kontaktelement kann ebenso wie die Endstücke durch die Hülle auf die Oberfläche des Grundkörpers gedrückt werden und im Falle von bis an den Rand des Grundkörpers ragenden Elektrodenschichten diese elektrisch kontaktieren.Furthermore it is advantageous if the piezo actuator is also an electrical one Has contact element for contacting electrode layers. The electrical contact element can pass through as well as the end pieces the case to the surface of the basic body depressed be and in the case of protruding to the edge of the base body Electrode layers contact them electrically.

Der Piezoaktor hat den Vorteil, daß aufgrund der durch Spritzguß hergestellten Hülle eine sehr einfache Art der Kontaktierung der Elektrodenschichten angegeben wird. Mit Ausnahme des Kontaktelements und der Hülle selbst werden keine weiteren Elemente benötigt.The Piezo actuator has the advantage that due to the manufactured by injection molding Cover one very simple way of contacting the electrode layers specified becomes. With the exception of the contact element and the shell itself, no other elements are used needed.

Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung des Piezoaktors angegeben, wobei ein Grundkörper mit einem Stapel von übereinanderliegenden piezoelektrischen Schichten und dazwischenliegenden Elektrodenschichten und mit an dessen Grund- und Deckfläche anliegenden Endstücken von einem Thermoplast umspritzt wird zur Bildung einer Hülle des Piezoaktors.It a method for producing the piezo actuator is also specified, being a main body with a stack of one on top of the other piezoelectric layers and intermediate electrode layers and with end pieces of a thermoplastic is overmolded to form a shell of the Piezoelectric actuator.

Das Verfahren hat den Vorteil, daß das Umspritzen des Grundkörpers mit dem Thermoplast bei unterschiedlichen Temperaturen des für das Umspritzen benutzten Spritzwerkzeugs erfolgen kann, wodurch eine die Zugspannung der Hülle bestimmende Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur bei der Herstellung der Hülle und beim Betrieb des Aktors eingestellt werden kann.The The method has the advantage that Injection molding of the base body with the thermoplastic at different temperatures for molding used injection mold can take place, which creates a tension the shell determining temperature difference between the temperature at the Manufacture of the cover and can be adjusted when operating the actuator.

Da sowohl die Herstellungstemperatur der Hülle als auch die maximale Betriebstemperatur des Aktors gut bekannte Werte sind, kann eine Mindestkontaktkraft zwischen dem Kontaktelement und dem Grundkörper leicht eingestellt werden.There both the manufacturing temperature of the casing and the maximum operating temperature values of the actuator are well known, there may be a minimum contact force can be easily adjusted between the contact element and the base body.

Ferner kann durch Kontrolle der Temperaturen die mechanische Vorspannung in Längsrichtung des Piezoaktors sehr genau eingestellt werden.Further can control the mechanical preload by controlling the temperatures in the longitudinal direction of the Piezo actuator can be set very precisely.

Die Mindestkontaktkraft beziehungsweise mechanische Vorspannung wird dabei bestimmt durch den Unterschied der Temperatur für die Herstellung der Hülle und der maximalen Betriebstemperatur des Aktors. Die maximale Betriebstemperatur des Aktors muß so gewählt werden, daß sie kleiner ist als die Temperatur der Herstellung der Hülle, wodurch gewährleistet wird, daß das Schrumpfen der Hülle bei Abkühlung einen ausreichenden Kontaktdruck erzeugt beziehungsweise daß dauerhaft eine ausreichende mechanische Vorspannung in Längsrichtung des Piezoaktors erzeugt wird.The Minimum contact force or mechanical preload is determined by the difference in temperature for manufacture the shell and the maximum operating temperature of the actuator. The maximum operating temperature of the Actuator has to chosen be that they is less than the temperature of the manufacture of the casing, whereby guaranteed will that Shrinking the envelope when cooling generates a sufficient contact pressure or that permanently sufficient mechanical pretension in the longitudinal direction of the piezo actuator is produced.

Es ist insbesondere möglich, den Piezoaktor so zu verwenden, daß die maximale Betriebstemperatur einen Wert nicht überschreitet, der einen Mindestkontaktdruck des Kontaktelements auf den Grundkörper gewährleistet beziehungsweise der eine Mindestvorspannung des Piezoaktors gewährleistet.It is particularly possible to use the piezo actuator so that the maximum operating temperature does not exceed a value which ensures a minimum contact pressure of the contact element on the base body or which ensures a minimum bias of the piezo actuator.

Zur Fixierung des Kontaktelements während des Umspritzens kann das Kontaktelement mittels eines Schrumpfschlauchs oder auch mittels eines vorgefertigten Halbzeugs – vorzugsweise aus demselben Material wie die Hülle und in Form von zwei den Grundkörper umschließenden Halbschalen – auf dem Grundkörper fixiert sein. Dies hat neben der Fixierungswirkung noch den Vorteil, daß ein Unterspritzen des Kontaktelements und damit die Gefahr einer Unterbrechung des elektrischen Kontakts zwischen dem Kontaktelement und dem Grundkörper beziehungsweise den im Grundkörper befindlichen Elektrodenschichten vermindert werden kann.To fix the contact element during overmolding, the contact element can be fixed on the base body by means of a shrink tube or also by means of a prefabricated semi-finished product - preferably made of the same material as the cover and in the form of two half-shells enclosing the base body. In addition to the fixation effect, this also has the advantage that a lower fuel zen of the contact element and thus the risk of an interruption of the electrical contact between the contact element and the base body or the electrode layers located in the base body can be reduced.

Darüber hinaus ist ein Verfahren vorteilhaft, wobei ein mit einem auf dem Grundkörper anliegenden Kontaktelement versehener Grundkörper von dem Thermoplasten umspritzt wird. Dies hat den Vorteil, daß neben der Herstellung einer mechanischen Vorspannung auch gleichzeitig noch die Kontaktierung des Grundkörpers erzeugt werden kann.Furthermore a method is advantageous, one with one resting on the base body Basic element with contact element is encapsulated by the thermoplastic. This has the advantage that in addition to the production of a mechanical preload at the same time the contacting of the base body can still be generated.

Der Kontaktdruck zwischen dem Kontaktelement und dem Schichtstapel beziehungsweise die mechanische Vorspannung kann auch durch Wahl eines geeigneten Kunststoffs hergestellt werden, da der Kontaktdruck beziehungsweise die Spannung, unter der die Hülle steht, sehr stark vom thermischen Ausdehnungskoeffizienten des für die Hülle verwendeten Kunststoffs abhängt.The Contact pressure between the contact element and the layer stack respectively the mechanical preload can also be selected by a suitable one Plastic are made because of the contact pressure respectively the tension under which the shell stands, very much from the thermal expansion coefficient used for the shell Plastic depends.

Desweiteren ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Kontaktelement und dem Grundkörper ein elektrisch leitfähiges Gleitmittel angeordnet ist. Durch ein solches Gleitmittel kann das Abreißen des elektrischen Kontakts zwischen dem Kontaktelement und Elektrodenschichten aufgrund der Dehnung des Piezoaktors gegenüber der Hülle wirksam vermindert werden.Furthermore it is advantageous if a between the contact element and the base body electrically conductive Lubricant is arranged. Such a lubricant can Tear off the electrical contact between the contact element and electrode layers can be effectively reduced due to the expansion of the piezo actuator compared to the shell.

Das elektrisch leitfähige Gleitmittel kann beispielsweise Graphit sein. Der Graphit kann sowohl durch Siebdrucken auf den Grundkörper als auch auf dem Kontaktelement aufgebracht sein. Unmittelbar auf der Oberfläche des Grundkörpers kann eine durch Siebdruck und/oder Sputtern aufgebrachte Grundmetallisierung vorhanden sein. Die Grundmetallisierung kann aber auch durch eine auf den Grundkörper aufgebrachte Graphitschicht ersetzt werden.The electrically conductive Lubricant can be graphite, for example. The graphite can both by Screen printing on the basic body as well as be applied to the contact element. Immediately on the surface of the basic body can be a base metallization applied by screen printing and / or sputtering to be available. The basic metallization can also be done by a on the main body applied graphite layer to be replaced.

Desweiteren kann auf zwei gegenüberliegenden Längsseiten des Grundkörpers jeweils ein Kontaktelement angeordnet und mittels der unter Zugspannung stehenden Hülle auf den Grundkörper gedrückt sein. Dies hat den Vorteil, daß Aktoren gebildet werden können, die mit zwei elektrischen Anschlüssen sicher kontaktiert sind und die es demnach ermöglichen, den Piezoaktor mit einer Potentialdifferenz zu betreiben.Furthermore can be on two opposite long sides of the basic body one contact element each and arranged by means of tension standing shell be pressed onto the base body. This has the advantage that actuators can be formed the one with two electrical connections are securely contacted and therefore make it possible to use the piezo actuator operate a potential difference.

Die Umhüllung hat weiters den Vorteil, daß oberflächliche Überschläge gegenpoliger Elektroden vermieden werden können.The wrapping also has the advantage that superficial arcing has opposite poles Electrodes can be avoided.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Hülle elektrisch isolierend ist, da so eine wirksame elektrische Isolierung gegenüber der Umgebung des Piezoaktors erreicht werden kann. Im Falle von zwei an der Außenseite des Grundkörpers angeordneten Kontaktelementen hat eine isolierende Hülle noch den Vorteil, daß Kurzschlüsse zwischen den Kontaktelementen vermieden werden können.Furthermore it is beneficial if the envelope is electrically insulating, because it is an effective electrical insulation across from the area around the piezo actuator can be reached. In case of two on the outside of the basic body arranged contact elements still has an insulating sheath Advantage that short circuits between the contact elements can be avoided.

Die Kontaktelemente können elektrisch leitfähige, metallhaltige Stifte sein. Hierzu eignen sich insbesondere Stifte aus Stahl oder auch aus Kupfer.The Contact elements can electrically conductive, be metal-containing pins. Pins are particularly suitable for this made of steel or copper.

Darüber hinaus können die Kontaktelemente auch als elektrisch leitfähige Folie, beispielsweise als Aluminiumfolie ausgebildet sein.Furthermore can the contact elements also as an electrically conductive film, for example be designed as aluminum foil.

Die Herstellung des Piezoaktors erfolgt vorteilhafterweise mittels eines Spritzwerkzeugs, dessen Werkzeugtemperatur 180° C bis 250° C beträgt. Dieser Temperaturbereich ist einerseits so hoch, daß die üblicherweise auftretenden maximalen Betriebstemperaturen überschritten werden, wodurch die Hülle dauerhaft unter Zugspannung stehen kann. Darüber hinaus hat der, beschriebene Temperaturbereich den Vorteil, daß er dazu geeignet ist, Kunststoffe wie beispielsweise Polyaryletherketon (PEEK), Polyethersulfon (PES), Polyamidimid (PAI) sowie weitere Thermoplaste zu verarbeiten.The The piezo actuator is advantageously produced by means of a Injection mold, the mold temperature is 180 ° C to 250 ° C. This temperature range on the one hand is so high that the usual occurring maximum operating temperatures are exceeded, whereby the case can be permanently under tension. In addition, the one described Temperature range the advantage that it is suitable for plastics such as polyaryl ether ketone (PEEK), polyether sulfone (PES), Process polyamideimide (PAI) and other thermoplastics.

Die Verwendung des Piezoaktors erfolgt demnach vorteilhafterweise bei einer maximalen Betriebstemperatur zwischen 140° C und 200° C. Dieses Temperaturintervall entspricht den Betriebsbedingungen, die typischerweise für einen Piezoaktor, beispielsweise im Kfz-Bereich, einschlägig sind.The The piezo actuator is therefore advantageously used for a maximum operating temperature between 140 ° C and 200 ° C. This temperature interval corresponds to the operating conditions that are typical for one Piezo actuator, for example in the automotive field, are relevant.

Die Kontaktelemente werden vorteilhafterweise aus einem Material gefertigt, dessen spezifischer Widerstand kleiner oder gleich dem spezifischen Widerstand von Stahl entspricht und die kurzzeitig Spitzenströme von zirka 40 A transportieren können.The Contact elements are advantageously made from one material, whose specific resistance is less than or equal to the specific one Resistance of steel corresponds and the short-term peak currents of approx 40 A can be transported.

Die Umhüllung des Aktors mittels Spritzguß hat noch den Vorteil, daß der aufgespritzte Kunststoff eine gute Haftung auf der Aktoroberfläche aufweist, weswegen eine hervorragende Isolation des Aktors gegenüber elektrischen Spannungen sowie Feuchtigkeit gegeben ist. Darüber hinaus kann die Migration des gegebenenfalls zwischen dem Kontaktelement und dem Grundkörper angeordneten leitenden Schmiermittels (z. B. Graphit) wirksam reduziert werden.The wrapping of the actuator by means of injection molding still the advantage that the sprayed plastic has good adhesion to the actuator surface, which is why excellent isolation of the actuator from electrical voltages as well as moisture is given. In addition, the migration which is optionally arranged between the contact element and the base body conductive lubricant (e.g. graphite) can be effectively reduced.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.in the The following is the invention based on an embodiment and the accompanying figures explained in more detail.

1 zeigt beispielhaft einen Piezoaktor in einem schematischen Längsschnitt. 1 shows an example of a piezo actuator in a schematic longitudinal section.

2 zeigt beispielhaft einen weiteren Piezoaktor in einem schematischen Längsschnitt. 2 shows an example of a further piezo actuator in a schematic longitudinal section.

3 zeigt den Piezoaktor aus 2 teils in einem Querschnitt und teils in einer Draufsicht. 3 shows the piezo actuator 2 partly in a cross section and partly in a top view.

4 zeigt den inneren Aufbau eines Teils des Piezoaktors aus 2. 4 shows the internal structure of a part of the piezo actuator 2 ,

5 zeigt eine zweiteilige Schale eines Halbzeugs. 5 shows a two-part shell of a semi-finished product.

1 zeigt einen Piezoaktor mit einem Grundkörper 4, der einen Stapel 1 aus übereinanderliegenden piezoelektrischen Schichten 2 umfaßt. 1 shows a piezo actuator with a base body 4 holding a stack 1 from superimposed piezoelectric layers 2 includes.

Auf der Grundfläche 11a sowie auf der Deckfläche 11b des Grundkörpers 4 ist jeweils ein Endstück 12a, 12b angeordnet. Die Endstücke 12a, 12b sind durch eine unter Zugspannung stehende Hülle 7 gegen den Grundkörper 4 gedrückt. Die Endstücke 12a, 12b weisen einen Mittelabschnitt 13 auf, der gegenüber einem Randabschnitt 14 erhaben ist. Dabei bedeckt die Hülle 7 lediglich die Randabschnitte 14 der Endstücke. Der Mittelabschnitt 13 des oberen Endstücks 12a ragt über die Hülle 7 hinaus und kann durch Beschleifen an eine bestimmte Länge angepaßt werden.On the base 11a as well as on the top surface 11b of the basic body 4 is an end piece 12a . 12b arranged. The end pieces 12a . 12b are due to a shell under tension 7 against the body 4 pressed. The end pieces 12a . 12b have a central section 13 on the opposite of an edge section 14 is sublime. The cover is covered 7 only the edge sections 14 of the end pieces. The middle section 13 of the upper end piece 12a protrudes over the shell 7 and can be adjusted to a certain length by grinding.

2 zeigt einen Piezoaktor mit einem Grundkörper 4, der einen Stapel 1 aus übereinanderliegenden piezoelektrischen Schichten 2 umfaßt. Zusätzlich zu 1 zeigt 2 noch folgendes: Auf der linken und auf der rechten Seite des Grundkörpers 4 sind elektrische Kontaktelemente 6, 6a angeordnet, die durch die unter Zugspannung stehende Hülle 7 auf den Grundkörper 4 gedrückt werden und die die in 3 gezeigten Elektrodenschichten kontaktieren. Zwischen den Kontaktelementen 6, 6a und der Oberfläche des Grundkörpers 4 sind elektrische Kontaktschichten 5 angeordnet. Zum Fixieren der Kontaktelemente 6, 6a sind diese vor dem Umspritzen noch durch ein Halbzeug (5) in Position gebracht worden. Zur Weiterkontaktierung mit weiteren elektrischen Bauelementen oder auch mit einer Spannungsquelle sind die elektrischen Kontaktelemente 6, 6a nach oben hinaus verlängert. Entsprechend ragt der Mittelabschnitt 13 des unteren Endstücks 12b über die Hülle 7 hinaus. 2 shows a piezo actuator with a base body 4 holding a stack 1 from superimposed piezoelectric layers 2 includes. In addition to 1 shows 2 the following: on the left and on the right side of the body 4 are electrical contact elements 6 . 6a arranged by the tensioned shell 7 on the main body 4 be pressed and the the in 3 Contact the electrode layers shown. Between the contact elements 6 . 6a and the surface of the base body 4 are electrical contact layers 5 arranged. For fixing the contact elements 6 . 6a are these still molded by a semi-finished product ( 5 ) has been positioned. The electrical contact elements are for further contacting with further electrical components or also with a voltage source 6 . 6a extended upwards. The middle section protrudes accordingly 13 of the lower end piece 12b over the shell 7 out.

3 zeigt die auf gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers 4 aufgebrachten elektrischen Kontaktelemente 6, 6a in Form von halbrunden Stäben aus Stahl. Zwischen den Kontaktelementen 6, 6a ist ein elektrisch leitfähiges Gleitmittel 9 in Form von Graphit angeordnet. Die in 3 dargestellte Querschnittsebene zeigt eine piezoelektrische Schicht 2. Oberhalb und unterhalb der piezoelektrischen Schicht 2 ist jeweils eine Elektrodenschicht angeordnet, wobei die obere Elektrodenschicht mit dem elektrischen Kontaktelement 6a und die untere Elektrodenschicht mit dem elektrischen Kontaktelement 6 kontaktiert ist. Ebenfalls in 3 ist das Halbzeug 8 sowie die Hülle 7 dargestellt, mit der der Grundkörper teilweise (vgl. 2) umspritzt ist. Innerhalb der piezoelektrischen Schicht 2 ist noch das obere Endstück 12b in einer Draufsicht dargestellt. Das obere Endstück 12b ist rotationssymmetrisch um eine Mittelachse gestaltet. Es weist einen Randabschnitt 14 sowie einen Mittelabschnitt 13 auf. 3 shows those on opposite sides of the body 4 applied electrical contact elements 6 . 6a in the form of semicircular steel rods. Between the contact elements 6 . 6a is an electrically conductive lubricant 9 arranged in the form of graphite. In the 3 The cross-sectional plane shown shows a piezoelectric layer 2 , Above and below the piezoelectric layer 2 an electrode layer is arranged in each case, the upper electrode layer with the electrical contact element 6a and the lower electrode layer with the electrical contact element 6 is contacted. Also in 3 is the semi-finished product 8th as well as the shell 7 with which the basic body is partially (cf. 2 ) is overmolded. Inside the piezoelectric layer 2 is still the top end piece 12b shown in a top view. The upper end piece 12b is designed to be rotationally symmetrical about a central axis. It has an edge section 14 as well as a middle section 13 on.

4 zeigt einen Piezoaktor mit einem Stapel 1 von übereinanderliegenden piezoelektrischen Schichten 2. Die piezoelektrischen Schichten 2 bestehen aus einer Piezokeramik, welche 67 Gew.-% Pb3O4, zirka 1 Gew.-% Nd2O3, 21 Gew.-% ZrO2 und zirka 11 Gew.-% TiO2 aufweist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Piezokeramik beschränkt, sondern kann mit sämtlichen piezoelektrischen Schichten 2 verwirklicht werden, die geeignete piezoelektrischen Eigenschaften aufweisen. 4 shows a piezo actuator with a stack 1 of superimposed piezoelectric layers 2 , The piezoelectric layers 2 consist of a piezoceramic which has 67% by weight of Pb 3 O 4 , approximately 1% by weight of Nd 2 O 3 , 21% by weight of ZrO 2 and approximately 11% by weight of TiO 2 . However, the invention is not limited to such a piezoceramic, but can be used with all piezoelectric layers 2 can be realized that have suitable piezoelectric properties.

Der Stapel 1 weist Elektrodenschichten 3 auf, die kammartig ineinander greifen, wodurch sich die piezoelektrischen Effekte vieler piezoelektrischer Schichten 2 aufsummieren. Die Elektrodenschichten 3 bestehen aus einer Mischung von Silber und Palladium im Gewichtsverhältnis zwischen 90/10 und 70/30. Der Stapel 1 ist durch gemeinsames Sintern von Elektrodenschichten 3 und piezoelektrischen Schichten 2 hergestellt, weswegen als Elektrodenschichten 3 alle bei Sinterbedingungen stabile Metalle beziehungsweise Metallegierungen geeignet sind. So kommen insbesondere auch Elektrodenschichten 3 aus Kupfer in Betracht. Die jeweils zu einem Kamm gehörenden Elektrodenschichten 3 sind mittels einer an der Außenseite des Stapels 1 angebrachten Kontaktschicht 5 elektrisch leitend miteinander verbunden. Diese Kontaktschicht 5 kann beispielsweise aus einer Silber-Einbrennpaste hergestellt sein.The stack 1 has electrode layers 3 on, which intermesh like a comb, whereby the piezoelectric effects of many piezoelectric layers 2 add up. The electrode layers 3 consist of a mixture of silver and palladium in a weight ratio between 90/10 and 70/30. The stack 1 is by sintering electrode layers together 3 and piezoelectric layers 2 manufactured, which is why as electrode layers 3 all stable metals or metal alloys are suitable under sintering conditions. So electrode layers come in particular 3 made of copper. The electrode layers belonging to each comb 3 are on the outside of the stack 1 attached contact layer 5 electrically connected together. This contact layer 5 can be made, for example, of a silver baking paste.

Der Stapel 1 hat die Form eines Quaders mit einer Grundfläche mit einer Breite von 4–8 mm und einer Höhe von 10–100 mm.The stack 1 has the shape of a cuboid with a base with a width of 4-8 mm and a height of 10-100 mm.

Bei Anlegen einer geeigneten elektrischen Spannung zwischen den Kontaktschichten 5 dehnt sich der Stapel 1 in die mit den beiden Pfeilen bezeichnete Richtung aus, und zwar vorzugsweise in einem Mittelbereich M, in dem die Elektrodenschichten 3 einander überlappen. In einem Randbereich R, in dem die Elektrodenschichten 3 einander nicht überlappen (passive Zone), dehnt sich der Stapel 1 dementsprechend wesentlich weniger aus.When a suitable electrical voltage is applied between the contact layers 5 the stack expands 1 in the direction indicated by the two arrows, and preferably in a central region M in which the electrode layers 3 overlap each other. In an edge region R, in which the electrode layers 3 do not overlap each other (passive zone), the stack expands 1 accordingly much less.

5 zeigt ein aus einer oberen Halbschale 10a und einer unteren Halbschale 10b bestehendes Halbzeug zur Fixierung der Kontaktelemente entsprechend dem Schrumpfschlauch aus 2. Die Halbschalen 10a, 10b bestehen aus PEEK, PEEC, PES, PAI, PTFE oder aus einem anderen handelsüblichen Thermoplasten. Die beiden Halbschalen 10a, 10b weisen an den Stirnseiten Ausnehmungen auf, durch die die Mittelabschnitte der Endstücke nach außen ragen können. 5 shows one from an upper half shell 10a and a lower half-shell 10b existing semi-finished product for fixing the contact elements in accordance with the shrink tube 2 , The half shells 10a . 10b consist of PEEK, PEEC, PES, PAI, PTFE or from another commercially available thermoplastic. The two half shells 10a . 10b have recesses on the end faces through which the central sections of the end pieces can protrude outwards.

11
Stapelstack
22
piezoelektrische Schichtpiezoelectric layer
33
Elektrodenschichtelectrode layer
44
Grundkörperbody
55
Elektrische Kontaktschichtelectrical contact layer
6, 6a6 6a
Elektrisches Kontaktelementelectrical contact element
77
Hülleshell
88th
Schrumpfschlauchshrinkable tubing
99
Gleitmittellubricant
10a10a
obere Halbschaleupper half shell
10b10b
untere Halbschalelower half shell
11a11a
GrundflächeFloor space
11b11b
Deckflächecover surface
12a, b12a, b
EndstückeTails
1313
Mittelabschnittmidsection
1414
Randabschnittedge section
MM
Mittelbereichthe central region
RR
Randbereichborder area

Claims (21)

Piezoaktor mit einem Grundkörper (4), der einen Stapel (1) von übereinanderliegenden piezoelektrischen Schichten (2) und dazwischenliegenden Elektrodenschichten (3) enthält, an dessen Grundfläche (11a) und Deckfläche (11b) jeweils ein Endstück (12a, 12b) angeordnet ist und dessen Oberfläche wenigstens teilweise von einer Hülle (7) umspritzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (7) unter mechanischer Zugspannung steht und die Endstücke (12a, 12b) von der Hülle (7) derart gegen die Grund- (11a) und Deckfläche (11b) gedrückt sind, daß der Piezoaktor mechanisch vorgespannt ist.Piezo actuator with a basic body ( 4 ) which is a stack ( 1 ) of superimposed piezoelectric layers ( 2 ) and intermediate electrode layers ( 3 ) contains, on the base ( 11a ) and top surface ( 11b ) one end piece each ( 12a . 12b ) is arranged and the surface of which is at least partially covered by a shell ( 7 ) is encapsulated, characterized in that the casing ( 7 ) is under mechanical tension and the end pieces ( 12a . 12b ) from the shell ( 7 ) against the basic ( 11a ) and top surface ( 11b ) are pressed so that the piezo actuator is mechanically pre-stressed. Piezoaktor nach Anspruch 1, bei dem wenigstens ein Endstück (12a, 12b) einen Mittelabschnitt (13) aufweist, der gegenüber einem Randabschnitt (14) des Endstücks erhaben ist, und bei dem der Randabschnitt (14) von der Hülle (7) bedeckt ist.Piezo actuator according to Claim 1, in which at least one end piece ( 12a . 12b ) a middle section ( 13 ) which is opposite an edge section ( 14 ) of the end piece, and in which the edge section ( 14 ) from the shell ( 7 ) is covered. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Endstücke (12a, 12b) aus einem Material bestehen, das einen Steifemodul aufweist, der größer ist als 100 GPaPiezo actuator according to one of Claims 1 or 2, in which the end pieces ( 12a . 12b ) consist of a material that has a stiffness module that is greater than 100 GPa Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Endstücke (12a, 12b) rotationssymmetrisch gestaltet sind.Piezo actuator according to one of Claims 1 to 3, in which the end pieces ( 12a . 12b ) are designed to be rotationally symmetrical. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein Endstück (12a, 12b) einen Mittelbereich (13) aufweist, der über die Hülle (7) hinausragt.Piezo actuator according to one of Claims 1 to 4, in which an end piece ( 12a . 12b ) a middle area ( 13 ) which over the cover ( 7 ) protrudes. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Endstücke (12a, 12b) aus Stahl gefertigt sind.Piezo actuator according to one of Claims 1 to 5, in which the end pieces ( 12a . 12b ) are made of steel. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Hülle (7) elektrisch isolierend ist.Piezo actuator according to one of Claims 1 to 6, in which the casing ( 7 ) is electrically insulating. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Hülle (7) einen Thermoplasten enthält.Piezo actuator according to one of Claims 1 to 7, in which the casing ( 7 ) contains a thermoplastic. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, – der ein elektrisches Kontaktelement (6) zur Kontaktierung von Elektrodenschichten (3) aufweist, – und bei dem das elektrische Kontaktelement (6) von der Hülle (7) auf die Oberfläche des Grundkörpers (4) gedrückt ist.Piezo actuator according to one of Claims 1 to 8, - of an electrical contact element ( 6 ) for contacting electrode layers ( 3 ), - and in which the electrical contact element ( 6 ) from the shell ( 7 ) on the surface of the base body ( 4 ) is pressed. Piezoaktor nach Anspruch 9, bei dem zwischen der Hülle (7) und dem Kontaktelement (6) ein Schrumpfschlauch (8) angeordnet ist.Piezo actuator according to Claim 9, in which between the casing ( 7 ) and the contact element ( 6 ) a shrink tube ( 8th ) is arranged. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 9 bis 10, bei dem zwischen dem Kontaktelement (6) und dem Grundkörper (4) ein elektrisch leitfähiges Gleitmittel (9) angeordnet ist.Piezo actuator according to one of Claims 9 to 10, in which between the contact element ( 6 ) and the base body ( 4 ) an electrically conductive lubricant ( 9 ) is arranged. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 9 bis 11, mit zwei auf gegenüberliegenden Längsseiten des Grundkörpers (4) angeordneten Kontaktelementen (6, 6a).Piezo actuator according to one of Claims 9 to 11, with two on opposite longitudinal sides of the base body ( 4 ) arranged contact elements ( 6 . 6a ). Piezoaktor nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die Kontaktelemente (6, 6a) elektrisch leitfähige, metallhaltige Stifte sind.Piezo actuator according to one of Claims 9 to 12, in which the contact elements ( 6 . 6a ) are electrically conductive, metal-containing pins. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem die Kontaktelemente (6, 6a) eine elektrisch leitfähige Folie enthalten.Piezo actuator according to one of Claims 9 to 13, in which the contact elements ( 6 . 6a ) contain an electrically conductive film. Verfahren zur Herstellung eines Piezoaktors nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (4) mit dem Stapel (1) von übereinander liegenden piezoelektrischen Schichten (2) und dazwischen liegenden Elektrodenschichten (3) und an dessen Grundfläche (11a) und Deckfläche (11b) jeweils anliegenden Endstücken (12a, 12b) zur Bildung der unter mechanischer Zugspannung stehenden Hülle (7) derart von einem Thermoplasten umspritzt wird, daß die Endstücke (12a, 12b) von der Hülle (7) gegen die Grund- (11a) und Deckfläche (11b) gedrückt werden, so daß der Piezoaktor mechanisch vorgespannt wird.Method for producing a piezo actuator according to one of Claims 1 to 14, characterized in that the base body ( 4 ) with the stack ( 1 ) of superimposed piezoelectric layers ( 2 ) and intermediate electrode layers ( 3 ) and on its base ( 11a ) and top surface ( 11b ) adjacent end pieces ( 12a . 12b ) to form the shell under mechanical tensile stress ( 7 ) is encapsulated by a thermoplastic in such a way that the end pieces ( 12a . 12b ) from the shell ( 7 ) against the basic ( 11a ) and top surface ( 11b ) are pressed so that the piezo actuator is mechanically pretensioned. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Umspritzen mittels eines Spritzwerkzeugs erfolgt, dessen Temperatur zwischen 180° C und 250° C beträgt.The method of claim 15, wherein the extrusion coating by means of an injection mold, the temperature between 180 ° C and Is 250 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 16, wobei das Umspritzen bei einer Temperatur erfolgt, die größer ist als die maximale Betriebstemperatur des Aktors.A method according to any one of claims 15 to 16, wherein the extrusion coating at a temperature that is greater than the maximum operating temperature of the actuator. Verwendung eines Piezoaktors nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei einer maximalen Betriebstemperatur zwischen 140° C und 200° C.Use of a piezo actuator according to one of claims 1 to 14, at a maximum operating temperature between 140 ° C and 200 ° C. Verwendung eines Piezoaktors nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei einer maximalen Betriebstemperatur, die so gewählt ist, daß die Zugspannung der Hülle (7) zur Erzeugung einer dauerhaften mechanischen Vorspannung des Piezoaktors ausreichend ist.Use of a piezo actuator according to one of Claims 1 to 14, at a maximum operating temperature which is selected such that the tensile stress of the casing ( 7 ) is sufficient to generate a permanent mechanical bias of the piezo actuator. Verwendung eines Piezoaktors nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei einer maximalen Betriebstemperatur, die so gewählt ist, daß die Zugspannung der Hülle (7) zur sicheren Kontaktierung des Kontaktelements (6) mit Elektrodenschichten (3) ausreichend ist.Use of a piezo actuator according to one of Claims 1 to 8, at a maximum operating temperature which is selected such that the tensile stress of the casing ( 7 ) for reliable contacting of the contact element ( 6 ) with electrode layers ( 3 ) is sufficient. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem zwischen der Hülle (7) und dem Kontaktelement (6) ein Halbzeug (10a, 10b) angeordnet ist.Piezo actuator according to one of Claims 9 to 14, in which between the casing ( 7 ) and the contact element ( 6 ) a semi-finished product ( 10a . 10b ) is arranged.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008056746A1 (en) * 2008-11-11 2010-05-12 Epcos Ag Multi-layer piezoelectric actuator and method for mounting an external electrode in a piezoelectric actuator

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10347774B4 (en) * 2003-10-14 2006-04-13 Siemens Ag Receiving sleeve for an actuator body
DE102004005226A1 (en) * 2004-02-03 2005-08-18 Robert Bosch Gmbh Piezo actuator with an insulating layer
GB0602955D0 (en) * 2006-02-14 2006-03-29 Delphi Tech Inc Piezoelectric actuator
DE102006019047A1 (en) * 2006-04-25 2007-10-31 Robert Bosch Gmbh Piezo actuator with a sheath
DE102007018039A1 (en) * 2006-09-14 2008-03-27 Robert Bosch Gmbh Piezo actuator module for common rail injection system, has casing attached to connection units in region of front surfaces of piezo actuator and/or actuator head and/or actuator base in force fit and/or form fit manner
DE102006060651A1 (en) * 2006-12-21 2008-06-26 Robert Bosch Gmbh Piezoelectric actuator
ATE517440T1 (en) 2007-03-14 2011-08-15 Delphi Tech Holding Sarl REDUCTION OF VOLTAGE GRADIENTS WITH PIEZOELECTRIC ACTUATORS
DE102008048051B4 (en) 2008-09-19 2018-04-05 Continental Automotive Gmbh Component and method for contacting a device
DE102010015171A1 (en) * 2010-04-16 2011-10-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Piezoelectric actuator module for use as modular, active composite component, has two piezo stacks arranged on common carrier and partially molded with plastic, where one piezo stack is formed as active piezo element
DE102018113190B4 (en) * 2018-06-04 2020-03-12 Epcos Ag Device with an electro-ceramic component

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5295288A (en) * 1992-02-18 1994-03-22 Caterpillar Inc. Method of making coating surrounding a piezoelectric solid state motor stack
DE19715488C1 (en) * 1997-04-14 1998-06-25 Siemens Ag Piezoelectric actuator
DE19908471A1 (en) * 1999-02-26 2000-09-14 Siemens Ag Hollow cylindrical spring for control drive
DE19910111A1 (en) * 1999-03-08 2000-10-05 Siemens Ag Plastic passivated electrical component, e.g. a piezo-actuator for a diesel fuel injection valve, is produced by filling the gap between a hollow body and the inserted component with a crosslinkable plastic
DE10054017A1 (en) * 2000-11-01 2002-05-08 Bosch Gmbh Robert Piezo-actuator module, especially for fuel injection system, has sheath element designed as heat-conducting rubber element which has shell-shaped design and lies directly on piezo-actuator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5295288A (en) * 1992-02-18 1994-03-22 Caterpillar Inc. Method of making coating surrounding a piezoelectric solid state motor stack
DE19715488C1 (en) * 1997-04-14 1998-06-25 Siemens Ag Piezoelectric actuator
DE19908471A1 (en) * 1999-02-26 2000-09-14 Siemens Ag Hollow cylindrical spring for control drive
DE19910111A1 (en) * 1999-03-08 2000-10-05 Siemens Ag Plastic passivated electrical component, e.g. a piezo-actuator for a diesel fuel injection valve, is produced by filling the gap between a hollow body and the inserted component with a crosslinkable plastic
DE10054017A1 (en) * 2000-11-01 2002-05-08 Bosch Gmbh Robert Piezo-actuator module, especially for fuel injection system, has sheath element designed as heat-conducting rubber element which has shell-shaped design and lies directly on piezo-actuator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008056746A1 (en) * 2008-11-11 2010-05-12 Epcos Ag Multi-layer piezoelectric actuator and method for mounting an external electrode in a piezoelectric actuator

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