WO2010076116A1 - Piezoelektrischer stapelaktor - Google Patents

Piezoelektrischer stapelaktor Download PDF

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WO2010076116A1
WO2010076116A1 PCT/EP2009/066361 EP2009066361W WO2010076116A1 WO 2010076116 A1 WO2010076116 A1 WO 2010076116A1 EP 2009066361 W EP2009066361 W EP 2009066361W WO 2010076116 A1 WO2010076116 A1 WO 2010076116A1
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electrode
discs
stack actuator
actuator according
collecting electrode
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Inventor
Vincent Rieger
Andre Meyer
Ivan Spremo
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Robert Bosch Gmbh
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    • 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
    • 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
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • H10N30/503—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure with non-rectangular cross-section orthogonal to the stacking direction, e.g. polygonal, circular
    • H10N30/505—Annular cross-section
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/871—Single-layered electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. internal electrodes

Definitions

  • the invention relates to a piezoelectric stack actuator according to the preamble of claim 1.
  • Piezo actuators find a wide variety of technical applications, for example for micro-positioning, as a pressure sensor or in micro-pulse drives.
  • plasticayer actuators There are two fundamentally different types of construction - on the one hand so-called plasticayer actuators and on the other hand stack actuators.
  • Multilayer actuators have very thin layer thicknesses and can therefore be operated with very low voltages.
  • stack actuators are operated at higher voltage and consist of piezoceramic disks stacked on top of each other. Between the piezoceramic elements there are electrode discs with alternating polarity in the stacking direction.
  • the stacked components are stacked via a clamping screw and applied via a head and a foot with a bias in the stacking direction.
  • the electrode disks of the same polarity are integrally formed and consist of a stamped, three-dimensionally folded metal sheet. Due to the complex assembly such trained stack actuators are not suitable for mass production.
  • the invention has for its object to provide a simply constructed and easy to install piezoelectric stack actuator.
  • the piezoelectric stack actuator should be suitable for mass production.
  • This object is achieved with a piezoelectric actuator with the features of claim 1.
  • the invention is based on the idea not to form the respective electrode discs in one piece as in the prior art, but as separate components and on the one hand the negative electrode discs to be poled with a separate collection electrode of the electrode discs and on the other hand to be positively poled electrode discs with one of the electrode discs separate collection electrode electrically conductively connect to each other.
  • a total of two collecting electrodes, one for the electrode disks to be poled negatively and another for the electrode disks to be positively poled, are preferably provided, the collecting electrodes being electrically conductively connected to the corresponding electrode disks.
  • the connection of the respectively identically poled or to be poled electrode discs via a collecting electrode can be dispensed with in the prior art folding process, which makes mass production difficult.
  • the electrode discs are formed as metal sheets, in particular as metal ring sheets.
  • the collecting electrodes used. Particular preference is given to metallic collecting electrodes made of wire or to sheet-metal strips, wherein the collecting electrodes are fixed to the electrode discs after the alternating stacking of the piezoelectric bodies and of the electrode disc.
  • the collecting electrodes are dimensioned so long in areas between two electrically conductive interconnected via the collecting electrode electrode discs that the collecting electrodes are not destroyed by a length expansion of the Stapelaktors, in particular not rupture.
  • the collecting electrodes can be connected between in each case two electrically connected electrode disks, for example in the manner of a loop or loop, ie in an arcuate manner. ordered and thus form a supply of material to compensate for elongations.
  • the collecting electrodes can be soldered under the influence of heat with the electrode discs or preferably welded. In the case of realizing a welded joint, it is preferable that the collecting electrodes are welded to tabs of the electrode plates protruding outward.
  • the collecting electrodes are soldered or welded to the electrode discs
  • an embodiment is preferred in which the collecting electrodes are or are connected to the electrode discs by means of a cold contacting technique.
  • the cold contacting technique is realized such that the collecting electrodes are in communication with the electrode discs via a kind of sliding contacts, so that the electrode discs along the collecting electrodes relative to these during energization of the stack actuator can be adjusted to prevent tearing of the collecting electrodes.
  • the electrode discs preferably comprise corresponding clamping means, in particular - A -
  • the clamping connections are designed as insulation displacement connections in order to be able to produce not only a frictionally engaged but also a positive connection to the collecting electrodes.
  • the collecting electrodes for fixing the collecting electrodes to the electrode discs are inserted or pressed into corresponding, preferably integrally formed with the electrode discs, insulation displacement terminals.
  • a protective layer in particular a lacquer and / or an adhesive, in the region of the connection points between the collecting electrodes and the electrode discs.
  • the collecting electrodes are fixed to the electrode discs by means of insulation displacement connections
  • the collecting electrodes as wires, it is advantageous if they have a round or polygonal, in particular rectangular, cross-section.
  • FIG. 1 a in a fragmentary perspective view of a piezoelectric stack actuator, Fig. 1 b and
  • FIG. 2 shows the structure of a piezoelectric stack actuator in a schematic representation, wherein the collecting electrodes are connected to the electrode discs via cold contacting technique
  • 3a is a schematic representation of an alternative piezoelectric stack actuator, in which the wire-shaped collecting electrodes are welded to the electrode discs, and
  • FIG. 3c show different views of an electrode disk used in the stack actuator according to FIG. 3a.
  • a piezoelectric stack actuator 1 is shown. This comprises an actuator head 2 and an actuator foot 3, between which a number of piezoelectric bodies (piezocrystals) 4 are clamped. Above the uppermost in the plane of the piezoelectric body 4, below the lowest in the drawing level piezoelectric body 4 and between two each in a stacking direction S adjacent piezoelectric bodies 4 is in each case designed as a ring plate electrode disc 5, the electrode discs 5 can be divided into a first
  • Electrode discs 5 of the first group 6 with a positive elec- potential and the electrode discs 5 of the second group 7 can be acted upon by a negative electrical potential, or vice versa.
  • a tension on the first and second group 6, 7 can be achieved in a conventional manner an extension of the stack actuator 1 in the stacking direction S.
  • the electrode discs 5 of each group 6, 7 are electrically conductively connected to each other via a collecting electrode 8, 9, which in the embodiment shown is in each case designed as a round wire.
  • a collecting electrode 8, 9 which in the embodiment shown is in each case designed as a round wire.
  • connection technology connection technology
  • FIG. 10 includes two laterally projecting clamping arms 1 1 (see Fig. 1 b and 1 c), between which a collecting electrode 8, 9 is received by clamping.
  • a collecting electrode 8, 9 is received by clamping.
  • FIGS. 1 b and 1 c two electrode disks 5 used in the exemplary embodiment according to FIG. 1 a are shown in different circumferential positions.
  • the electrode disk 5 shown in FIG. 1 b is an electrode disk 5 of the second group 7 of electrode disks
  • the electrode disks 5 according to FIGS. 1 b and 1 c are identical.
  • the tuft-like clamping arms 1 1 of the clamping mechanism are located at a different circumferential position.
  • the electrode disks 5 of the different groups 6, 7 are identical, they are arranged so as to be twisted in the circumferential direction, the clamping blades of the electrode disk 5 of each group 6, 7 being aligned in the stacking direction S.
  • the electrode discs 5 have a central through-hole.
  • a clamping screw not visible in FIG. 1 a is guided over which the electrode discs 5 and also the piezoelectric bodies 4, which likewise have a central passage opening, are braced against one another.
  • 2 shows schematically the construction of a stack actuator 1 with a number of circular disk-shaped piezoelectric bodies 4 and with two groups 6, 7 of respectively identically poled electrode disks 5.
  • the electrode disks 5 are polarized alternately in the stacking direction S, ie in each case two electrode disks 5 arranged side by side in the stacking direction S are poled differently, wherein the identically poled electrode disks 5 each form a group 6, 7 of electrode disks.
  • the electrode disks 5 of each group 6, 7 of electrode disks 5 are in turn electrically conductively connected to one another via a collecting electrode 8, 9, wherein the collecting electrodes 8, 9 are cold-connected, in each case by means of a clamping connection with one respective electrode disk 5 of the corresponding group 6, 7 are connected.
  • the collecting electrodes 8, 9 are arranged meander-shaped, so that the collecting electrodes 8, 9 in each case in a region between two electrically contacted with each other electrode discs 5 has a sufficient longitudinal extent to elongations of the stacking actuator 1 when voltage is applied To be able to compensate or to spare the contact points between the collecting electrodes 8, 9 and the electrode discs 5.
  • Fig. 3a an alternative embodiment of a stack actuator 1 is shown.
  • the structure differs from the structures described above in that the collecting electrodes 8, 9 are not connected by cold connection technology with the electrode discs 5 of a group 6, 7 of electrode discs, but by welding. In a surprisingly simple way, a welding of the collecting electrodes 8, 9 with the associated electrode discs
  • the electrode discs 5 as can be seen from the different views according to FIGS. 3 b and 3 c, have laterally projecting lugs 12 which are bent out of the disc plane in the stacking direction S, thus in each case to form a fixing surface 13 for welding the associated collecting electrode 8, 9.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Stapelaktor (1), mit in eine Stapelrichtung (S) gestapelten Piezokörpern (4) und mit zwischen den Piezokörpern (4) angeordneten Elektrodenscheiben (5), die in Stapelrichtung (S) alternierend polbar sind, wobei jeweils die Elektrodenscheiben (5) mit einer gemeinsamen Polung elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zum elektrisch leitenden Verbinden der Elektrodenscheiben (5) mit einer gemeinsamen Polung jeweils eine die Elektrodenscheiben (5) kontaktierende Sammelelektrode (8, 9) vorgesehen ist.

Description

Beschreibung
Piezoelektrischer Stapelaktor
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Stapelaktor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Piezoaktoren finden vielfältige technische Anwendung, beispielsweise zur Mikro- positionierung, als Drucksensor oder in Mikrostoßantrieben. Dabei existieren zwei grundsätzlich unterschiedliche Aufbauformen - zum einen so genannte MuI- tilayeraktoren und zum anderen Stapelaktoren. Multilayeraktoren weisen sehr dünne Schichtdicken auf und können daher mit geringsten Spannungen betrie- ben werden. Im Gegensatz dazu werden Stapelaktoren mit höherer Spannung betrieben und bestehen aus Piezokeramikscheiben bzw. -ringen, die aufeinander gestapelt sind. Zwischen den piezokeramischen Elementen befinden sich Elektrodenscheiben mit in Stapelrichtung alternierender Polung. Üblicherweise werden die gestapelten Bauteile über eine Spannschraube gestapelt und über ein Kopf- sowie ein Fußstück mit einer Vorspannung in Stapelrichtung beaufschlagt.
Bei bekannten piezoelektrischen Stapelaktoren sind die Elektrodenscheiben gleicher Polung einstückig ausgebildet und bestehen aus einem gestanzten, dreidi- mensional gefalteten Blech. Aufgrund der aufwendigen Montage sind derartig ausgebildete Stapelaktoren für eine Serienproduktion nicht geeignet.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten und leicht zu montierenden piezoelektrischen Stapelaktor vorzuschlagen. Bevorzugt soll der piezoelektrische Stapelaktor für die Serienproduktion geeignet sein. Diese Aufgabe wird mit einem Piezoaktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die jeweiligen Elektrodenscheiben gleicher Polung nicht wie im Stand der Technik einteilig, sondern als voneinander separate Bauteile auszubilden und einerseits die negativ zu polenden Elektrodenscheiben mit einer von den Elektrodenscheiben separaten Sammelelektrode und andererseits die positiv zu polenden Elektrodenscheiben mit einer von den Elektrodenscheiben separaten Sammelelektrode elektrisch leitend miteinander zu verbinden. Anders ausgedrückt sind bevorzugt insgesamt zwei Sammelelekt- roden, eine für die negativ zu polenden Elektrodenscheiben und eine andere für die positiv zu polenden Elektrodenscheiben vorgesehen, wobei die Sammelelektroden mit den entsprechenden Elektrodenscheiben elektrisch leitend verbunden sind. Durch die Verbindung der jeweils gleich gepolten bzw. zu polenden Elektrodenscheiben über eine Sammelelektrode kann auf den im Stand der Technik notwendigen Faltvorgang, der eine Serienfertigung erschwert, verzichtet werden.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Elektrodenscheiben als Metallbleche, insbesondere als Metallringbleche, ausgebildet sind.
Im Hinblick auf die Ausbildung der zum Einsatz kommenden Sammelelektroden gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Besonders bevorzugt handelt es sich um metallische Sammelelektroden aus Draht oder um Blechstreifen, wobei die Sammelelektroden nach dem alternierenden Stapeln der Piezokörper und der Elektrodenscheibe an den Elektrodenscheiben festgelegt werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Sammelelektroden in Bereichen zwischen zwei über die Sammelelektrode elektrisch leitend miteinander verbundenen Elektrodenscheiben so lang bemessen sind, dass durch eine Längendehnung des Stapelaktors die Sammelelektroden nicht zerstört werden, insbesondere nicht zerreißen. Hierzu können die Sammelelektro- den zwischen jeweils zwei elektrisch miteinander verbundenen Elektrodenscheiben beispielsweise in der Art einer Schlaufe bzw. Schleife, also bogenförmig, an- geordnet werden und somit einen Materialvorrat zum Ausgleich von Längendehnungen bilden.
Anders ausgedrückt ist eine insgesamt mäanderförmige Ausbildung bzw. Anord- nung der Sammelelektroden von Vorteil.
Im Hinblick auf die konkrete Art und Weise der Festlegung der Sammelelektroden an den jeweils gleich gepolten Elektrodenscheiben gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Gemäß einer ersten Alternative können die Sammelelektroden unter Wärmeeinfluss mit den Elektrodenscheiben verlötet oder vorzugsweise verschweißt werden. Im Fall der Realisierung einer Schweißverbindung ist es bevorzugt, wenn die Sammelelektroden mit nach außen vorstehenden Fähnchen der Elektrodenplatten verschweißt sind.
Gegenüber einer zuvor beschriebenen Heiß-Kontaktiertechnik, bei der die Sammelelektroden mit den Elektrodenscheiben verlötet oder verschweißt werden, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Sammelelektroden mittels kalter Kontaktiertechnik mit den Elektrodenscheiben verbunden sind bzw. werden. Hierdurch kann die Montage des Stapelaktors weiter vereinfacht und es können ne- gative Temperatureinflüsse vermieden werden.
Ganz besonders bevorzugt ist dabei eine Weiterbildung der Erfindung, nach der die kalte Kontaktiertechnik derart realisiert ist, dass die Sammelelektroden mit den Elektrodenscheiben über eine Art Gleitkontakte in Verbindung stehen, also derart, dass sich die Elektrodenscheiben entlang den Sammelelektroden relativ zu diesen bei Bestromung des Stapelaktors verstellen können, um ein Reißen der Sammelelektroden zu verhindern. Auch bei einer derartigen Ausführungsform ist es vorteilhaft, die Sammelelektroden jeweils in einem Bereich zwischen zwei miteinander kontaktierten Elektrodenscheiben mit einer ausreichenden Längen- erstreckung zu versehen, um Längendehnungen (zusätzlich) ausgleichen zu können. Auf diese Weise kann an den Reibkontaktstellen bzw. Gleitkontaktstellen zwischen den Sammelelektroden und den kontaktierten Elektrodenscheiben Reibkorrosion zumindest weitgehend vermieden werden.
Eine Möglichkeit zur Ausbildung einer kalten Kontaktierungstechnik besteht darin, die Sammelelektroden an den Elektrodenscheiben zu klemmen. Bevorzugt umfassen die Elektrodenscheiben hierzu entsprechende Klemmmittel, insbeson- - A -
dere ein Klemmmaul bildende Klemmarme, die die Sammelelektroden mit einer Vorspannkraft beaufschlagen und dadurch halten.
Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die Klemmverbindungen als Schneid- klemmverbindungen ausgebildet sind, um nicht nur eine reibschlüssige, sondern zusätzlich eine formschlüssige Verbindung zu den Sammelelektroden herstellen zu können. Bevorzugt werden die Sammelelektroden zum Festlegen der Sammelelektroden an den Elektrodenscheiben in entsprechende, vorzugsweise einstückig mit den Elektrodenscheiben ausgebildete, Schneidklemmen eingelegt bzw. eingepresst.
Um die realisierten Klemmverbindungen, insbesondere Schneidklemmverbindungen zusätzlich zu stabilisieren, kann es vorteilhaft sein, im Bereich der Verbindungsstellen zwischen den Sammelelektroden und den Elektrodenscheiben eine Schutzschicht, insbesondere einen Lack und/oder einen Klebstoff, aufzubringen.
Insbesondere für den Fall, dass die Sammelelektroden mit Hilfe von Schneidklemmverbindungen an den Elektrodenscheiben festgelegt werden, kann es vor- teilhaft sein, als Sammelelektroden elektrisch isolierte, beispielsweise kunststoffummantelte Drähte vorzusehen, wobei die elektrische Isolierung lokal beim Festlegen der Sammelelektroden an den Elektrodenscheiben zerstört wird, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Sammelelektroden und den Elektrodenscheiben zu garantieren.
Insbesondere für den Fall der Ausbildung der Sammelelektroden als Drähte, ist es von Vorteil, wenn diese einen runden oder polygonen, insbesondere rechteckigen, Querschnitt aufweisen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in:
Fig. 1 a in einer ausschnittsweisen, perspektivischen Darstellung einen piezoelektrischen Stapelaktor, Fig. 1 b und
Fig. 1 c zwei identisch ausgebildete, unterschiedlich gedreht angeordnete sowie unterschiedlich polbare, als metallisches Ringblech ausgebildete, Elektrodenscheiben,
Fig. 2 den Aufbau eines piezoelektrischen Stapelaktors in einer schematisierten Darstellung, wobei die Sammelelektroden mit den Elektrodenschei- ben über kalte Kontaktiertechnik verbunden sind,
Fig. 3a eine schematische Darstellung eines alternativen piezoelektrischen Stapelaktors, bei dem die drahtförmigen Sammelelektroden mit den Elektrodenscheiben verschweißt sind, und
Fig. 3 b
Und
Fig. 3c unterschiedliche Ansichten einer bei dem Stapelaktor gemäß Fig. 3a zum Einsatz kommenden Elektrodenscheibe.
In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In Fig. 1 a ist ein piezoelektrischer Stapelaktor 1 gezeigt. Dieser umfasst einen Aktuatorkopf 2 und einen Aktuatorfuß 3, zwischen denen eine Anzahl von Piezo- körpern (Piezokristalle) 4 verspannt sind. Oberhalb des in der Zeichnungsebene obersten Piezokörpers 4, unterhalb des in der Zeichnungsebene untersten Pie- zokörpers 4 sowie zwischen jeweils zwei in eine Stapelrichtung S benachbarten Piezokörpern 4 befindet sich jeweils eine als Ringblech ausgebildete Elektroden- scheibe 5, wobei die Elektrodenscheiben 5 unterteilt werden können in eine erste
Gruppe 6 von gleich gepolten Elektrodenscheiben 5 sowie in eine zweite Gruppe von gleich gepolten, jedoch unterschiedlich von der ersten Gruppe 6 gepolten Elektrodenscheiben 5. Dabei sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 a die Elektrodenscheiben 5 der ersten Gruppe 6 mit einem positiven elekt- rischen Potential und die Elektrodenscheiben 5 der zweiten Gruppe 7 mit einem negativen elektrischen Potential beaufschlagbar, oder umgekehrt. Durch Anlegen einer Spannung an die erste und zweite Gruppe 6, 7 kann in an sich bekannter Weise eine Streckung des Stapelaktors 1 in Stapelrichtung S erzielt werden.
Wie sich weiter aus Fig. 1 a ergibt, sind die Elektrodenscheiben 5 jeder Gruppe 6, 7 über jeweils eine Sammelelektrode 8, 9, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils als Runddraht ausgebildet ist, elektrisch leitend miteinander verbunden. Dabei ist die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Sammelelektroden 8, 9 und der zugehörigen Gruppe 6, 7 von Elektrodenscheiben 5 durch kalte Kontaktiertechnik (Verbindungstechnik), in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über Schneidklemmverbindungen 10 realisiert. Jede Schneidklemmverbindung
10 umfasst zwei seitlich vorstehende Klemmarme 1 1 (vgl. Fig. 1 b und 1 c), zwischen denen eine Sammelelektrode 8, 9 klemmend aufgenommen ist. Beim Ein- klipsen der drahtartigen Sammelelektroden 8, 9 in die von den Klemmarmen 1 1 gebildeten Schneidklemmen ritzen letztere die Sammelelektroden 8, 9 ein und verbinden sich somit formschlüssig mit diesen.
In den Fig. 1 b und 1 c sind zwei bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 a zum Einsatz kommende Elektrodenscheiben 5 in unterschiedlichen Umfangspositio- nen gezeigt. Dabei handelt es sich bei der in Fig. 1 b gezeigten Elektrodenschei- be 5 um eine Elektrodenscheibe 5 der zweiten Gruppe 7 von Elektrodenscheiben
5 und bei der in Fig. 1 c gezeigten Elektrodenscheibe 5 um eine Elektrodenscheibe 5 der ersten Gruppe 6 von Elektrodenscheiben 5. Zu erkennen ist, dass die Elektrodenscheiben 5 gemäß den Fig. 1 b und 1 c identisch ausgebildet sind. Die fähnchenartig angeordneten Klemmarme 1 1 des Klemmmechanismus befinden sich jedoch an einer unterschiedlichen Umfangsposition. Anders ausgedrückt sind die Elektrodenscheiben 5 der unterschiedlichen Gruppen 6, 7 zwar identisch, jedoch in Umfangsrichtung verdreht angeordnet , wobei die Klemmschneiden der Elektrodenscheibe 5 jeder Gruppe 6, 7 in Stapelrichtung S fluchtend angeordnet sind.
Wie sich weiter aus den Fig. 1 b und 1 c ergibt, weisen die Elektrodenscheiben 5 ein zentrisches Durchgangsloch auf. Durch dieses ist bei dem fertig montierten Stapelaktor 1 eine in Fig. 1 a nicht zu erkennende Spannschraube geführt über die die Elektrodenscheiben 5 sowie die ebenfalls eine zentrische Durchgangsöff- nung aufweisenden Piezokörper 4 gegeneinander verspannt sind. Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau eines Stapelaktors 1 mit einer Anzahl von kreisscheibenförmigen Piezokörpern 4 sowie mit zwei Gruppen 6, 7 von jeweils gleich gepolten Elektrodenscheiben 5. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, sind die Elektrodenscheiben 5 in Stapelrichtung S alternierend gepolt, d.h. jeweils zwei in Sta- pelrichtung S nebeneinander angeordnete Elektrodenscheiben 5 sind unterschiedlich gepolt, wobei die gleich gepolten Elektrodenscheiben 5 jeweils eine Gruppe 6, 7 von Elektrodenscheiben bilden. Die Elektrodenscheiben 5 jeder Gruppe 6, 7 von Elektrodenscheiben 5 ist wiederum über jeweils eine Sammelelektrode 8, 9 elektrisch leitend miteinander verbunden, wobei die Sammelelekt- roden 8, 9 in kalter Verbindungstechnik, hier mittels jeweils einer Klemmverbindung mit jeweils einer Elektrodenscheibe 5 der entsprechenden Gruppe 6, 7 verbunden sind. Wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, sind die Sammelelektroden 8, 9 mäanderförmig angeordnet, so dass die Sammelelektroden 8, 9 jeweils in einem Bereich zwischen zwei elektrisch miteinander kontaktierten Elektroden- Scheiben 5 eine ausreichende Längenerstreckung aufweist, um Längendehnungen des Stapelaktors 1 bei Spannungsbeaufschlagung ausgleichen zu können bzw. um die Kontaktstellen zwischen den Sammelelektroden 8, 9 und den Elektrodenscheiben 5 zu schonen.
In Fig. 3a ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Stapelaktors 1 gezeigt.
Der Aufbau unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Aufbauten dadurch, dass die Sammelelektroden 8, 9 nicht durch kalte Verbindungstechnik mit den Elektrodenscheiben 5 einer Gruppe 6, 7 von Elektrodenscheiben verbunden sind, sondern durch Verschweißen. Um auf überraschend einfache Weise ein Ver- schweißen der Sammelelektroden 8, 9 mit den zugehörigen Elektrodenscheiben
5 bzw. mit den gleich zu polenden Elektrodenscheiben 5 zu ermöglichen, weisen die Elektrodenscheiben 5, wie aus den unterschiedlichen Ansichten gemäß den Fig. 3b und 3c ersichtlich ist, seitlich vorstehende Fähnchen 12 auf, die aus der Scheibenebene heraus in Stapelrichtung S umgebogen sind, um somit jeweils eine Fixierfläche 13 zum Anschweißen der zugehörigen Sammelelektrode 8, 9 zu bilden.

Claims

Ansprüche
1 . Piezoelektrischer Stapelaktor, mit in eine Stapelrichtung (S) gestapelten Piezokör- pern (4) und mit zwischen den Piezokörpern (4) angeordneten Elektrodenscheiben (5), die in Stapelrichtung (S) alternierend polbar sind, wobei jeweils die Elektro- denscheiben (5) mit einer gemeinsamen Polung elektrisch leitend miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass zum elektrisch leitenden Verbinden der Elektrodenscheiben (5) mit einer gemeinsamen Polung jeweils eine die Elektrodenscheiben (5) kontaktierende Sammelelektrode (8, 9) vorgesehen ist.
2. Stapelaktor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelelektrode (8, 9) als Draht oder, Blechstreifen oder insbesondere im Querschnitt rechteckig konturierter Metallpfosten ausgebildet ist.
3. Stapelaktor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelelektrode (8, 9) zwischen zwei mit dem Draht verbundenen Elektrodenscheiben (5) eine ausreichende Längenerstreckung aufweist, um Längendehnungen des Stapelaktors (1 ) ausgleichen zu können.
4. Stapelaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelelektrode (8, 9) an die Elektrodenscheiben (5), insbesondere an seitlich vorstehende Fähnchen (12) der Elektrodenscheiben (5), angelötet oder angeschweißt ist.
5. Stapelaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelelektrode (8, 9) mittels kalter Kontaktiertechnik mit den Elektrodenscheiben (5) verbunden ist.
6. Stapelaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelelektrode (8, 9) derart mit den Elektrodenscheiben (5) verbunden ist, dass sich die Elektrodenscheiben (5) in Stapelrichtung (S) relativ zur Sammel- elektrode (8, 9) bewegen können.
7. Stapelaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelelektrode (8, 9) mit den Elektrodenscheiben (5) über Klemmver- bindungen verbunden ist.
8. Stapelaktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmverbindungen als Schneidklemmverbindungen (10) ausgebildet sind.
9. Stapelaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelelektrode (8, 9) in den Verbindungsbereichen zu den Elektroden- Scheiben (5) mit einer Schutzschicht, insbesondere einem Lack und/oder einen
Klebstoff, versehen ist.
10. Stapelaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelelektrode (8, 9) eine elektrische Isolierung aufweist.
1 1 . Stapelaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelelektrode (8, 9) einen runden oder polygonen, insbesondere rechteckigen, Querschnitt aufweist.
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