EP1230688A1 - Piezoelectric actuator - Google Patents

Piezoelectric actuator

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Publication number
EP1230688A1
EP1230688A1 EP01931409A EP01931409A EP1230688A1 EP 1230688 A1 EP1230688 A1 EP 1230688A1 EP 01931409 A EP01931409 A EP 01931409A EP 01931409 A EP01931409 A EP 01931409A EP 1230688 A1 EP1230688 A1 EP 1230688A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
piezo actuator
electrodes
extensions
actuator according
outer electrodes
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01931409A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rudolf Heinz
Bertram Sugg
Steffen Jung
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/872—Connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. external electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/875—Further connection or lead arrangements, e.g. flexible wiring boards, terminal pins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/21—Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements

Definitions

  • the invention relates to a piezo actuator, for example for actuating a mechanical component such as a valve or the like, according to the generic features of the main claim.
  • a piezo element can be constructed from a material with a suitable crystal structure by using the so-called piezo effect.
  • the piezoelectric element reacts mechanically, which, depending on the crystal structure and the contact areas of the electrical voltage, represents a push or pull in a predeterminable direction.
  • This piezo actuator can be constructed in several layers (multilayer actuators), the electrodes via which the electrical voltage is applied being arranged between the layers. W
  • Such piezo actuators can be provided, for example, for driving switching valves in fuel injection systems in motor vehicles.
  • particular care must be taken to ensure that mechanical stresses in the layer structure also do not cause any troublesome cracks in the area of the outer connection electrodes. Since the inner electrodes contacted in each case on one side are integrated into the layer structure in the manner of a comb, the electrodes which follow one another in the direction of the layer structure must be contacted alternately on opposite sides.
  • the piezo actuator described at the outset which can be used, for example, to actuate a mechanical component, is advantageously designed in such a way that at least one layer of the respective outer electrode is constructed in a mesh-like or fabric-like manner on a respective side surface and is contacted at least in points with the respective inner electrodes.
  • the mesh-like or fabric-like outer electrodes are extended over the multilayer structure of the piezo layers in such a way that the Extensions the supply of electrical voltage via appropriate connections.
  • the invention advantageously achieves that the connection to the extension of the outer electrode produces an improved and mechanically more robust contact.
  • the adhesion of the electrodes to the piezo actuator is very low, so that even small forces can cause the external electrode to peel off the piezo actuator.
  • the number of electrical connections required in the area of the multilayer structure can then be reduced.
  • the outer electrodes are extended beyond the piezo actuator foot, ideally up to the plug, they can be contacted in a non-critical area. On the one hand, this enables cost-effective production, on the other hand, the process and failure risk is reduced at this point. It is also advantageous that there is also no need for an additional inactive area on the multilayer structure for contacting, which would otherwise be necessary, as a result of which a shorter overall length is made possible and further costs can be saved.
  • the extensions are electrically insulated through the foot part, for example made of steel or Al 2 O 3 , of the piezo actuator to which the multilayer structure of the piezo layers is attached. It is also advantageous here if the extensions for fixing and for strain relief of the outer electrodes are held in a casting compound which is in a recess of the foot part, possibly surrounded by a molded part made of steel or polymer.
  • the extensions can also be advantageously implemented in that the outer electrodes are tapered in the area of the extensions. Furthermore, the outer electrodes can also be folded or rolled in the area of the extensions.
  • the mesh-like or fabric-like outer electrodes can consist of crossed horizontally and vertically laid wires or wires which are laid at an angle of 45 °, which are in contact with one another by copper-plating or tin-plating.
  • FIG. 1 shows a section through a piezo actuator with a multilayer structure of layers of pizza ceramic and internal electrodes and a mesh-like external electrode extended by a base part;
  • Figure 2 shows a section on the line AA in the embodiment of Figure 1;
  • Figure 3 shows a detail section in the area of the passage of the extended outer electrode through the foot part;
  • FIGS. 1 to 3 shows a modification of the example according to FIGS. 1 to 3 with an additional molded part in the area of the extensions;
  • FIG. 5 shows a modification of the preceding examples with an outer electrode tapering in the extension
  • FIG. 6 shows an embodiment with an outer electrode folded in the extension
  • Figure 7 shows an embodiment with an outer electrode rolled in the extension
  • Figure 10 shows a detail section through the copper-plated or tinned wires of the mesh or fabric-like outer electrode.
  • piezo actuator 1 which is constructed in a manner known per se from piezo foils of a ceramic material with a suitable crystal structure, so that using the so-called piezo effect when an external electrical voltage is applied to internal electrodes 2 and 3, a mechanical reaction of the piezo actuator 1 takes place in the axial direction via external electrodes 4 and 5.
  • the piezo actuator is firmly embedded in a housing 7, for example the housing of an injection valve for motor vehicles, via a foot part 6.
  • the outer electrodes 4 and 5 have extensions 8 and 9, at the lower end of which an electrical connection for a power supply can be attached.
  • the extensions 8 and 9 are electrically insulated, for example by means of a shrink tube 10.
  • FIG. 3 shows the area in which the extensions 8 or 9 are carried out in detail using an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 shows a modification for fixing and for strain relief of the outer electrodes 4 and 5 or the extensions 8 and 9 with a molded part 13 located in the base part 6, into which the casting compound 12 is inserted.
  • FIGS. 5 to 7 Different exemplary embodiments of the electrode extensions 8 and 9 are shown in FIGS. 5 to 7. According to FIG. 5, the extensions 8 and 9 are only tapered, which can also be seen from the cross section of the extension 9 shown below.
  • FIG. 6 shows an extension 9 that is folded and
  • FIG. 7 shows an extension 9 that is rolled, which in turn can be seen from the cross sections of the extension 9 drawn below.
  • FIG. 8 shows a network-like structure of the outer electrode 4 or 5 with wires 14 and 15 running horizontally and vertically
  • FIG. 9 shows a comparable structure with wires 14 and 15 inclined at 45 °.

Abstract

The invention relates to a piezoelectric actuator, for example, for actuating a mechanical component. The inventive piezoelectric actuator comprises a stratified structure of piezoelectric layers and, interposed therebetween, inner electrodes (2, 3) and a mutual lateral contacting of the inner electrodes (2, 3) with the outer electrodes (4, 5). Said outer electrodes (4, 5) are distributed on each of the lateral faces in a net or tissue-type structure and is connected to the respective inner electrodes (2, 4) at least in some points. The outer electrodes (4, 5) are extended beyond the stratified structure of the pieozoelectric layers so that the electric voltage is supplied at these extensions (8, 9).

Description

Piezoaktor piezo actuator
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen Piezoaktor, beispielsweise zur Betätigung eines mechanischen Bauteils wie ein Ventil oder dergleichen, nach den gattungsgemäßen Merkmalen des Hauptanspruchs .The invention relates to a piezo actuator, for example for actuating a mechanical component such as a valve or the like, according to the generic features of the main claim.
Es ist allgemein bekannt, dass unter Ausnutzung des sogenannten Piezoeffekts ein Piezoelement aus einem Material mit einer geeigneten Kristallstruktur aufgebaut werden kann. Bei Anlage einer äußeren elektrischen Spannung erfolgt eine mechanische Reaktion des Piezoelemen s, die in Abhängigkeit von der Kristallstruktur und der Anlagebereiche der elektrischen Spannung einen Druck oder Zug in eine vorgebbare Richtung darstellt . Der Auf au dieses Piezoaktors kann hier in mehreren Schichten erfolgen (Multilayer-Aktoren) , wobei die Elektroden, über die die elektrische Spannung aufgebracht wird, jeweils zwischen den Schichten angeordnet werden. WIt is generally known that a piezo element can be constructed from a material with a suitable crystal structure by using the so-called piezo effect. When an external electrical voltage is applied, the piezoelectric element reacts mechanically, which, depending on the crystal structure and the contact areas of the electrical voltage, represents a push or pull in a predeterminable direction. This piezo actuator can be constructed in several layers (multilayer actuators), the electrodes via which the electrical voltage is applied being arranged between the layers. W
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Solche Piezoaktoren können beispielsweise für den Antrieb von Schaltventilen bei Kraftstoffeinspritzsystemen in Kraftfahrzeugen vorgesehen werden. Beim Betrieb des Pie- zoaktors ist hier insbesondere darauf zu achten, dass durch mechanische Spannungen im Lagenaufbau auch keine störenden Rissbildungen im Bereich der äußeren Anschlusselektroden entstehen. Da die jeweils an einer Seite kontaktierten Innenelektroden kammartig in den Lagenaufbau integriert sind, müssen die in Richtung des Lagenaufbaus aufeinanderfolgenden Elektroden jeweils abwechselnd an gegenüberliegen Seiten kontaktiert werden.Such piezo actuators can be provided, for example, for driving switching valves in fuel injection systems in motor vehicles. When operating the piezo actuator, particular care must be taken to ensure that mechanical stresses in the layer structure also do not cause any troublesome cracks in the area of the outer connection electrodes. Since the inner electrodes contacted in each case on one side are integrated into the layer structure in the manner of a comb, the electrodes which follow one another in the direction of the layer structure must be contacted alternately on opposite sides.
Bei einer Betätigung des Piezoaktors, d.h. bei Anlage einer Spannung zwischen den im Lagenaufbau gegenüberliegenden Innenelektroden treten unterschiedliche mechanische Kräfte im Bereich der Innenelektroden sowie im Bereich der Kontaktierungen an den Außenelektroden auf, die zu mechanischen Spannungen und dadurch zu Rissen in den Außenelektroden führen können. Die Außenelektroden müssen dann wiederum mit Anschlusselektroden versehen werden, die in der Regel auch mechanischen Spannungen standhalten müssen.When the piezo actuator is actuated, i.e. When a voltage is applied between the inner electrodes opposite one another in the layer structure, different mechanical forces occur in the area of the inner electrodes and in the area of the contacts on the outer electrodes, which can lead to mechanical stresses and thus to cracks in the outer electrodes. The outer electrodes must then again be provided with connection electrodes, which as a rule also have to withstand mechanical stresses.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der eingangs beschriebene Piezoaktor, der beispielsweise zur Betätigung eines mechanischen Bauteils verwendbar sein kann, ist in vorteilhafter Weise so ausgebildet, dass mindestens eine Schicht der jeweilige Außenelektrode netz- oder gewebeartig auf jeweils einer Seitenfläche verteilt aufgebaut und zumindest punktweise mit den jeweiligen Innenelektroden kontaktiert ist. Die netz- oder gewebeartigen Außenelektroden sind dabei derart über den Mehrschichtaufbau der Piezolagen verlängert, dass an den Verlängerungen die Zuführung der elektrischen Spannung über entsprechende Anschlüsse erfolgt .The piezo actuator described at the outset, which can be used, for example, to actuate a mechanical component, is advantageously designed in such a way that at least one layer of the respective outer electrode is constructed in a mesh-like or fabric-like manner on a respective side surface and is contacted at least in points with the respective inner electrodes. The mesh-like or fabric-like outer electrodes are extended over the multilayer structure of the piezo layers in such a way that the Extensions the supply of electrical voltage via appropriate connections.
Gegenüber einer üblichen Lötung dieser äußeren Anschluss- drähte direkt auf der Außenelektrode nahe des Piezoaktor- fußes im aktiven oder inaktiven Bereich ist erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise erreicht, dass mit dem An- schluss an die Verlängerung der Außenelektrode eine verbesserte und mechanisch robustere Kontaktierung hergestellt ist. Bei der üblichen Lötung auf dem netz- oder siebartigen Gewebe ist die Haftung der Elektroden auf dem Piezoaktor sehr gering, so dass selbst geringe Kräfte ein Abschälen der Außenelektrode vom Piezoaktor hervorrufen können. Gemäß der Erfindung kann dann auch die Anzahl der notwendigen elektrischen Verbindungen im Bereich des Mehrschichtaufbaus verringert werden.Compared to the usual soldering of these outer connecting wires directly on the outer electrode near the piezo actuator foot in the active or inactive area, the invention advantageously achieves that the connection to the extension of the outer electrode produces an improved and mechanically more robust contact. With the usual soldering on the mesh or sieve-like tissue, the adhesion of the electrodes to the piezo actuator is very low, so that even small forces can cause the external electrode to peel off the piezo actuator. According to the invention, the number of electrical connections required in the area of the multilayer structure can then be reduced.
Dadurch, dass die Außenelektroden über den Piezoaktorfuß hinaus, im Idealfall bis zum Stecker verlängert werden, können diese somit in einem unkritischen Bereich kontaktiert werden. Weiterhin ermöglicht dies zum einen eine kostengünstige Fertigung, zum anderen wird das Prozess- und Ausfallrisiko an dieser Stelle reduziert. Vorteilhaft ist außerdem, dass auch auf einen, ev. sonst notwendigen zusätzlichen inaktiven Bereich am Mehrschichtaufbau zur Kontaktierung verzichtet werden kann, wodurch eine geringere Baulänge ermöglicht und weitere Kosten gespart werden können .Because the outer electrodes are extended beyond the piezo actuator foot, ideally up to the plug, they can be contacted in a non-critical area. On the one hand, this enables cost-effective production, on the other hand, the process and failure risk is reduced at this point. It is also advantageous that there is also no need for an additional inactive area on the multilayer structure for contacting, which would otherwise be necessary, as a result of which a shorter overall length is made possible and further costs can be saved.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Verlängerungen elektrisch isoliert durch das Fußteil, z.B. aus Stahl oder Al203, des Piezoaktors geführt, an dem der Mehrschichtaufbau der Piezolagen befestigt ist. Hierbei ist es auch vorteilhaft, wenn die Verlängerungen zur Fixierung und zur Zugentlastung der Außenelektroden in einer Vergussmasse gehalten sind, welche in eine Ausnehmung des Fußteils, ggf. von einem Formteil aus Stahl oder Polymer umgeben, eingebracht sind.In a preferred embodiment, the extensions are electrically insulated through the foot part, for example made of steel or Al 2 O 3 , of the piezo actuator to which the multilayer structure of the piezo layers is attached. It is also advantageous here if the extensions for fixing and for strain relief of the outer electrodes are held in a casting compound which is in a recess of the foot part, possibly surrounded by a molded part made of steel or polymer.
Die Verlängerungen können in vorteilhafter Weise auch dadurch realisiert werden, dass die Außenelektroden im Bereich der Verlängerungen verjüngt sind. Weiterhin können die Außenelektroden auch im Bereich der Verlängerungen gefaltet oder gerollt sein.The extensions can also be advantageously implemented in that the outer electrodes are tapered in the area of the extensions. Furthermore, the outer electrodes can also be folded or rolled in the area of the extensions.
Auf einfache Weise können die netz- oder gewebeartigen Außenelektroden aus gekreuzten horizontal und vertikal verlegten oder unter 45° geneigt verlegten Drähten bestehen, die durch verkupfern oder verzinnen miteinander kontaktiert sind.In a simple manner, the mesh-like or fabric-like outer electrodes can consist of crossed horizontally and vertically laid wires or wires which are laid at an angle of 45 °, which are in contact with one another by copper-plating or tin-plating.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungs- form der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features of preferred developments of the invention are evident from the claims and also from the description and the drawings, the individual features being realized individually or in groups in the form of subcombinations in the embodiment of the invention and in other fields be and can represent advantageous and protectable designs for which protection is claimed here.
ZeichnuncrZeichnuncr
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Piezoaktors werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the piezo actuator according to the invention are explained with reference to the drawing. Show it:
Figur 1 einen Schnitt durch einen Piezoaktor mit einem Mehrschichtaufbau von Lagen aus Pizokeramik und Innenelektroden sowie einer netzartigen durch ein Fußteil verlängerten Außenelektrode;FIG. 1 shows a section through a piezo actuator with a multilayer structure of layers of pizza ceramic and internal electrodes and a mesh-like external electrode extended by a base part;
Figur 2 einen Schnitt an der Linie A-A im Ausführungsbeispiel nach der Figur 1; Figur 3 einen Detailschnitt im Bereich der Durchführung der verlängerten Außenelektrode durch das Fußteil;2 shows a section on the line AA in the embodiment of Figure 1; Figure 3 shows a detail section in the area of the passage of the extended outer electrode through the foot part;
Figur 4 eine Abwandlung des Beispiels nach den Figuren 1 bis 3 mit einem zusätzlichen Formteil im Bereich der Verlängerungen;4 shows a modification of the example according to FIGS. 1 to 3 with an additional molded part in the area of the extensions;
Figur 5 eine Abwandlung der vorhergehenden Beispiele mit einer in der Verlängerung verjüngten Außenelektrode ;FIG. 5 shows a modification of the preceding examples with an outer electrode tapering in the extension;
Figur 6 ein Ausführungsbeispiel mit einer in der Verlängerung gefalteten Außenelektrode;FIG. 6 shows an embodiment with an outer electrode folded in the extension;
Figur 7 ein Ausführungsbeispiel mit einer in der Verlängerung gerollten Außenelektrode;Figure 7 shows an embodiment with an outer electrode rolled in the extension;
Figur 8 und 9 Ausführungsbeispiele der netz- oder gewebeartigen Außenelektroden und;Figures 8 and 9 embodiments of the mesh or tissue-like outer electrodes and;
Figur 10 einen Detailschnitt durch die verkupferten oder verzinnten Drähte der netz- oder gewebeartigen Außenelektrode .Figure 10 shows a detail section through the copper-plated or tinned wires of the mesh or fabric-like outer electrode.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 1 und 2 ist in verschiedenen Schnitten ein Piezoaktor 1 gezeigt, der in an sich bekannter Weise aus Piezofolien eines Keramikmaterials mit einer geeigneten Kristallstruktur aufgebaut ist, so dass unter Ausnutzung des sogenannten Piezoeffekts bei Anlage einer äußeren e- lektrischen Spannung an Innenelektroden 2 und 3 jeweils über Außenelektroden 4 und 5 eine mechanische Reaktion des Piezoaktors 1 in axialer Richtung erfolgt.1 and 2 show in different sections a piezo actuator 1 which is constructed in a manner known per se from piezo foils of a ceramic material with a suitable crystal structure, so that using the so-called piezo effect when an external electrical voltage is applied to internal electrodes 2 and 3, a mechanical reaction of the piezo actuator 1 takes place in the axial direction via external electrodes 4 and 5.
Der Piezoaktor ist über ein Fußteil 6 fest in ein Gehäuse 7, beispielsweise das Gehäuse eines Einspritzventils für Kraftfahrzeuge, eingebettet. Die Außenelektroden 4 und 5 weisen Verlängerungen 8 und 9 auf, an deren unterem Ende jeweils ein elektrischer Anschluss für eine Spannungsversorgung angebracht werden kann. Im Bereich der Durchführung der Verlängerungen 8 und 9 durch das Fußteil 6 und ggf. darüber hinaus sind die Verlängerungen 8 und 9 e- lektrisch isoliert, beispielsweise mittels eines Schrumpfschlauchs 10. Zur Fixierung und zur Zugentlastung der Außenelektroden 4 und 5 bzw. der Verlängerungen 8 und 9 sind diese in einer Ausnehmung 11 des Fußteils 6 mit einer Vergussmasse 12 umhüllt. In Figur 3 ist der Bereich der Durchführung der Verlängerungen 8 oder 9 anhand eines Ausführungsbeispiels im Detail gezeigt .The piezo actuator is firmly embedded in a housing 7, for example the housing of an injection valve for motor vehicles, via a foot part 6. The outer electrodes 4 and 5 have extensions 8 and 9, at the lower end of which an electrical connection for a power supply can be attached. In the area where the extensions 8 and 9 are passed through the foot part 6 and possibly beyond, the extensions 8 and 9 are electrically insulated, for example by means of a shrink tube 10. For fixing and for strain relief of the outer electrodes 4 and 5 or the extensions 8 and 9, these are encased in a recess 11 of the foot part 6 with a casting compound 12. FIG. 3 shows the area in which the extensions 8 or 9 are carried out in detail using an exemplary embodiment.
Ein Ausführungsbeispiel nach Figur 4 zeigt Abwandlung zur Fixierung und zur Zugentlastung der Außenelektroden 4 und 5 bzw. der Verlängerungen 8 und 9 mit einem, im Fußteil 6 liegenden, Formteil 13, in das die Vergussmasse 12 eingefügt ist.An embodiment according to FIG. 4 shows a modification for fixing and for strain relief of the outer electrodes 4 and 5 or the extensions 8 and 9 with a molded part 13 located in the base part 6, into which the casting compound 12 is inserted.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Elektrodenverlängerungen 8 und 9 sind in Figuren 5 bis 7 dargestellt . Nach der Figur 5 sind die Verlängerungen 8 und 9 lediglich verjüngt, was auch dem unten gezeichneten Querschnitt der Verlängerung 9 zu entnehmen ist . Die Figur 6 zeigt eine Verlängerung 9, die gefaltet ist und die Figur 7 zeigt eine Verlängerung 9, die gerollte ist, was wiederum den darunter gezeichneten Querschnitten der Verlängerung 9 zu entnehmen ist .Different exemplary embodiments of the electrode extensions 8 and 9 are shown in FIGS. 5 to 7. According to FIG. 5, the extensions 8 and 9 are only tapered, which can also be seen from the cross section of the extension 9 shown below. FIG. 6 shows an extension 9 that is folded and FIG. 7 shows an extension 9 that is rolled, which in turn can be seen from the cross sections of the extension 9 drawn below.
Aus Figur 8 ist ein netzartiger Aufbau der Außenelektrode 4 oder 5 mit horizontal und vertikal verlaufenden Drähten 14 und 15 und aus Figur 9 ist ein vergleichbarer Aufbau mit 45° geneigten Drähten 14 und 15 zu entnehmen. Im Schnitt nach Figur 10 ist die Lage der gekreuzten Drähte 14 und 15 mit Kontaktstellen 16, z.B. durch Verkupfern oder Verzinnen der Drähte 14 und 15, erkennbar. FIG. 8 shows a network-like structure of the outer electrode 4 or 5 with wires 14 and 15 running horizontally and vertically, and FIG. 9 shows a comparable structure with wires 14 and 15 inclined at 45 °. In the section according to Figure 10, the position of the crossed wires 14 and 15 with contact points 16, e.g. by coppering or tinning the wires 14 and 15, recognizable.

Claims

Patentansprüche claims
Piezoaktor, mit einem Mehrschichtaufbau von Piezolagen und dazwischen angeordneten Innenelektroden (2,3), einer wechselseitigen seitlichen Kontaktierung der Innenelektroden (2,3) über Außenelektroden (4,5), über die eine elektrische Spannung zuführbar ist, wobei die Außenelektroden (4,5) netz- oder gewebeartig auf jeweils einer Seitenfläche verteilt aufgebracht sind und zumindest punktweise mit den jeweiligen Innenelektroden (2,3) kontaktiert ist und zwischen den Kontaktierungen ein dehnbarer Bereich zu liegen kommt und wobei die netz- oder gewebeartigen Außenelektroden (4,5) derart über den Mehrschichtaufbau der Piezolagen hinaus verlängert sind, dass an den Verlängerungen (8,9) die Zuführung der elektrischen Spannung erfolgt . 2) Piezoaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassPiezo actuator, with a multilayer structure of piezo layers and inner electrodes (2, 3) arranged between them, a mutual lateral contacting of the inner electrodes (2, 3) via outer electrodes (4, 5), via which an electrical voltage can be supplied, the outer electrodes (4, 5) are applied in a mesh-like or fabric-like manner on each side surface and are contacted at least point by point with the respective internal electrodes (2, 3) and there is a stretchable area between the contacts and the mesh-like or fabric-like external electrodes (4, 5) are extended beyond the multilayer structure of the piezo layers such that the electrical voltage is supplied at the extensions (8, 9). 2) Piezo actuator according to claim 1, characterized in that
- die Verlängerungen (8,9) elektrisch isoliert (10) durch ein Fußteil (6) des Piezoaktors (l) geführt sind, an das der Mehrschichtaufbau der Piezolagen befestigt ist .- The extensions (8,9) are electrically insulated (10) through a foot part (6) of the piezo actuator (l), to which the multilayer structure of the piezo layers is attached.
3) Piezoaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass3) Piezo actuator according to claim 2, characterized in that
- die Verlängerungen (8,9) in einer Vergussmasse (12) gehalten sind, welche in eine Ausnehmung (11) des Fußteils (6) eingebracht ist.- The extensions (8,9) are held in a potting compound (12) which is introduced into a recess (11) in the foot part (6).
4) Piezoaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (12) von einem Formteil (13) umgeben ist .4) Piezo actuator according to claim 3, characterized in that the casting compound (12) is surrounded by a molded part (13).
5) Piezoaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenelektroden (4,5) im Bereich der Verlängerungen (9,10) verjüngt sind.5) Piezo actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the outer electrodes (4, 5) are tapered in the region of the extensions (9, 10).
6) Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenelektroden (4,5) im Bereich der Verlängerungen (8,9) gefaltet sind. 016) Piezo actuator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outer electrodes (4, 5) are folded in the region of the extensions (8, 9). 01
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7) Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass7) Piezo actuator according to one of claims 1 to 4, characterized in that
- die Außenelektroden (4,5) im Bereich der Verlängerungen (8,9) gerollt sind.- The outer electrodes (4,5) are rolled in the area of the extensions (8,9).
8) Piezoaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass8) Piezo actuator according to one of the preceding claims, characterized in that
- die netz- oder gewebeartigen Außenelektroden (4,5) aus gekreuzten unter 45° geneigt verlegten Drähten (14,15) bestehen.- The mesh or tissue-like outer electrodes (4,5) consist of crossed wires (14, 15) laid at an angle of 45 °.
9) Piezoaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die netz- oder gewebeartigen Außenelektroden (4,5) aus gekreuzten horizontal und vertikal verlegten Drähten (14,15) bestehen.9) Piezo actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the mesh-like or fabric-like outer electrodes (4, 5) consist of crossed horizontally and vertically laid wires (14, 15).
10) Piezoaktor nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass10) Piezo actuator according to one of claims 8 or 9, characterized in that
- die Drähte (14,15) untereinander durch verkupfern oder verzinnen miteinander kontaktiert sind. - The wires (14, 15) are contacted with one another by copper or tin plating.
EP01931409A 2000-05-25 2001-04-05 Piezoelectric actuator Withdrawn EP1230688A1 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE2000126005 DE10026005B4 (en) 2000-05-25 2000-05-25 piezo actuator
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EP1230688A1 true EP1230688A1 (en) 2002-08-14

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EP01931409A Withdrawn EP1230688A1 (en) 2000-05-25 2001-04-05 Piezoelectric actuator

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