DE10343997A1 - Piezoelectric element - Google Patents
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Abstract
Es wird ein piezoelektrisches Element vorgeschlagen, das eine Vielzahl von übereinander angeordneten Schichten (11.1 bis 11.n) aus einem piezoelektrischen Keramikwerkstoff aufweist, die jeweils auf einer Oberfläche mit mindestens einer Elektrode (12.1 bis 12.n) beschichtet sind. Die Elektroden (12.1 bis 12.n) sind alternierend elektrisch miteinander verbunden, wobei die Verbindung mittels einer durch die Schichten (11.1 bis 11.n) geführten Durchkontaktierung (13, 14) realisiert ist. Das piezoelektrische Element ist aus Modulen (10.1, 10.2, 10.3) zusammengesetzt, wobei die elektrische Verbindung zwischen den Modulen (10.1, 10.2, 10.3) mittels einer Steckverbindung (21, 22, 23, 24) realisiert ist.A piezoelectric element is proposed which has a multiplicity of superimposed layers (11.1 to 11.n) of a piezoelectric ceramic material which are each coated on a surface with at least one electrode (12.1 to 12.n). The electrodes (12.1 to 12.n) are electrically connected to one another in an alternating manner, wherein the connection is realized by means of a via (13, 14) guided through the layers (11.1 to 11.n). The piezoelectric element is composed of modules (10.1, 10.2, 10.3), wherein the electrical connection between the modules (10.1, 10.2, 10.3) by means of a plug connection (21, 22, 23, 24) is realized.
Description
Die Erfindung betrifft ein piezoelektrisches Element für einen piezoelektrischen Aktor, der insbesondere zur Betätigung eines Brennstoffeinspritzventils verwendbar ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a piezoelectric element for a piezoelectric actuator, in particular for actuating a Fuel injector is used, according to the preamble of claim 1.
Piezoelektrische
Aktoren, insbesondere zur Betätigung
von Brennstoffeinspritzventilen, sind in vielfältigen Bauformen, beispielsweise
aus der
Aus
der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine piezoelektrisches Element mit innenliegender Kontaktierung der Elektroden für einen piezoelektrischen Aktor zu schaffen, das einen Aktorhub erzeugen, der insbesondere geeignet ist, um Brennstoffeinspritzventile zu betätigen.task It is the object of the present invention to provide a piezoelectric element with internal contacting of the electrodes for a to create a piezoelectric actuator that produce an actuator stroke, which is particularly suitable for fuel injection valves actuate.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Das erfindungsgemäße piezoelektrische Element mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein piezoelektrischer Aktor mit einer sehr großen Gesamtlänge modular zusammengesetzt werden kann. Dadurch lässt sich ein den jeweiligen Anforderungen angepasster Aktorhub realisieren, der den Einsatz des piezoelektrischen Aktors, insbesondere zur Betätigung von Brennstoffventilen ermöglicht.The Piezoelectric element according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that a piezoelectric actuator with a very large overall length modular can be composed. This can be a the respective Requirements adapted Aktorhub realize the use the piezoelectric actuator, in particular for actuating fuel valves allows.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Besonders vorteilhaft ist es, eine geeignete Loch-Pin-Anordnung an den Modulen des piezoelektrischen Aktors auszubilden und die elektrische Kontaktierung der Module über eine entsprechende Loch-Pin-Steckverbindung zu realisieren. Dabei können die Kontaktierlöcher beispielsweise in den Grünkörper des keramischen Körpers oder durch eine geeignete Bearbeitung des gesinterten keramischen Körpers eingebracht werden.advantageous Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims. It is particularly advantageous to have a suitable hole-pin arrangement form the modules of the piezoelectric actuator and the electrical Contacting the modules via to realize a corresponding hole-pin connector. there can the contact holes, for example in the green body of the ceramic body or by a suitable machining of the sintered ceramic body be introduced.
Die elektrische Kontaktierung der Module wird durch Einstecken der Kontaktierpins bzw. Kontaktstifte in die entsprechenden Kontaktierlöcher des benachbarten Moduls realisiert. Die Kontaktierpins sind dabei entweder in den keramischen Körper eingesintert oder in den fertiggesinterten keramischen Körper in entsprechend vorbereitete Aufnahmelöcher mit geeigneten Maßnahmen elektrisch leitend eingesetzt. Ein elektrischer Kontakt der Kontaktierpins in den Aufnahmelöchern zu der entsprechenden innenliegenden Elektrode oder der Durchkontaktierung kann dabei insbesondere bei der letztgenannten Ausführung zum Beispiel durch einen elektrisch leitenden Kleber hergestellt werden oder durch eine entsprechende Pressverbindung in den Aufnahmelöchern, wobei die Aufnahmelöcher, dann wie die Kontaktierlöcher für die Steckverbindung mit elektrisch leitendem Material ausgekleidet sein können und/oder eine Kontaktstelle über die Stirnfläche der Kontaktierpins erzeugen. Um mechanische Schädigungen, die durch die thermische Ausdehnung auftreten können, zu vermeiden, empfiehlt es sich, sehr duktile, elektrisch leitende Materialien für die Kontaktierpins zu verwenden.The electrical contacting of the modules is by inserting the Kontaktierpins or contact pins in the corresponding contact holes of the adjacent Module realized. The Kontaktierpins are either in the ceramic body sintered or in the finished sintered ceramic body in appropriately prepared receiving holes with suitable measures used electrically conductive. An electrical contact of the Kontaktierpins in the receiving holes to the corresponding internal electrode or the via can in particular in the latter embodiment, for example by a electrically conductive adhesive are produced or by an appropriate Press connection in the receiving holes, the receiving holes, then like the contact holes for the Plug connection be lined with electrically conductive material can and / or one Contact point about the face generate the Kontaktierpins. To mechanical damage caused by the thermal Expansion can occur To avoid, it is recommended, very ductile, electrically conductive Materials for to use the contact pins.
Damit eine elektrisch leitende Kontaktierung zwischen den Modulen über die Loch-Pin-Steckverbindung sichergestellt ist, kann die Zylinderwand der Kontaktierlöcher und/oder die Endfläche der Kontaktierlöcher mit elektrisch leitendem Material ausgekleidet sein, so dass der elektrische Kontakt zwischen Kontaktierpin und Kontaktierloch über die zylindrische Mantelfläche und/oder über die Stirnfläche des eingeführten Pins hergestellt wird. Eine weitere alternative Möglichkeit besteht darin, die Kontaktierung zwischen Kontaktierpin und Kontaktierloch mittels eines elektrisch leitenden Klebers herzustellen.In order to an electrically conductive contact between the modules over the Hole-pin connector is ensured, the cylinder wall of the contact holes and / or the end surface the contact holes be lined with electrically conductive material, so that the electrical contact between Kontaktierpin and Kontaktierloch on the cylindrical surface and / or over the face of the imported Pins is made. Another alternative option is the contact between Kontaktierpin and Kontaktierloch to produce by means of an electrically conductive adhesive.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.One embodiment The invention is illustrated in the drawing and in the following description explained in more detail.
Es zeigenIt demonstrate
Ausführungsbeispielembodiment
Zur
Herstellung der alternierenden Kontaktierung zwischen den Elektrodenschichten
sind in die piezoelektrischen Schichten
Die
Module
Zum
Einsetzen der Kontaktierpins
Am
Modul
Zum
Aufbau des piezoelektrischen Aktors werden gemäß
Zur
Realisierung der elektrischen Verbindung zwischen den Elektroden
der einzelnen Module
- 10.1 bis 10.310.1 to 10.3
- Modulemodules
- 11.1 bis 11.n11.1 to 11.n
- piezoelektrische Schichtenpiezoelectric layers
- 12.1 bis 12.n12.1 to 12.n
- Elektrodenelectrodes
- 1313
- erste Durchkontaktierungfirst via
- 1414
- zweite Durchkontaktierungsecond via
- 1515
- erste Verbindungsöffnungfirst connecting opening
- 1616
- zweite Verbindungsöffnungsecond connecting opening
- 1717
- erste Aussparungfirst recess
- 1818
- zweite Aussparungsecond recess
- 20.120.1
- erste Stirnflächefirst face
- 20.220.2
- zweite Stirnflächesecond face
- 2121
- erstes Kontaktierlochfirst Kontaktierloch
- 21.121.1
- erste Kontaktierflächefirst bonding pad
- 2222
- zweites Kontaktierlochsecond Kontaktierloch
- 22.222.2
- zweite Kontaktierflächesecond bonding pad
- 2323
- erster Kontaktierpinfirst Kontaktierpin
- 2424
- zweiter Kontaktierpinsecond Kontaktierpin
- 2525
- erstes Aufnahmelochfirst receiving hole
- 2626
- zweites Aufnahmelochsecond receiving hole
Claims (11)
Priority Applications (2)
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DE10343997A DE10343997A1 (en) | 2003-09-23 | 2003-09-23 | Piezoelectric element |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10343997A DE10343997A1 (en) | 2003-09-23 | 2003-09-23 | Piezoelectric element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10343997A1 true DE10343997A1 (en) | 2005-04-14 |
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ID=34306033
Family Applications (1)
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Also Published As
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---|---|
WO2005031885A1 (en) | 2005-04-07 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |